چكيده: در اين پژوهش صعود حباب در سيالات نيوتني و غير‌نيوتني مورد بحث و بررسي قرار گرفته شده است. براي سيال غير‌نيوتني در اين پژوهش از محلول كربوپل 940 در آب استفاده شده است و دليل اين موضوع، شفافيت اين محلول و همچنين رفتار ويسكوپلاستيك آن مي‎باشد. محلول كربوپل در چهار غلظت 025/0، 05/0، 075/0 و 1/0 درصد وزني مورد بررسي قرار گرفت و خواص رئولوژيكي در هر چهار غلظت تعيين شد. همچنين خواص رئولوژيكي محلول كربوپل 075/0 درصد وزني براي چهار دماي 17، 40، 60 و 80 درجه سانتيگراد مورد بررسي قرار گرفته است. پس از مطالعه آزمايشگاهي خواص رئولوژي محلول كربوپل 940 مشخص شد كه اين محلول از مدل هرشل بالكلي پيروي مي‎كند. در اين مطالعه با توجه به خواص آب و محلول كربوپل 05/0 درصد وزني، اعتبارسنجي شبيه‌سازي CFD صعود حباب با نتايج آزمايشگاهي مقايسه گرديد كه در شبيه‌سازي صورت گرفته از ميان مدل‎هاي دوفازي، مدل VOF براي رصد كردن سطح مشترك دوفاز انتخاب گرديد و نتايج براي آب و محلول كربوپل به ترتيب با حداكثر خطاي 5/15 و 5/6 درصد بدست آمده است. پس از بدست آوردن مدل شبيه‎سازي، بررسي صعود حباب در چهار غلظت و چهار دما مورد بررسي قرار گرفته شده است و در بررسي اثر ويسكوزيته مشاهده گرديد كه با افزايش اثرات نيروهاي ويسكوز در محلول كربوپل 075/0 و 1/0 درصد وزني حباب در درون سيال محبوس شده و صعود نمي‌كند. نتايج شبيه‌سازي براي اثرات تغيير دما در محلول كربوپل 075/0 درصد وزني و در چهار دماي مختلف نشان داد كه بيشينه سرعت حد براي دماي 80 درجه سانتيگراد مي‎باشد كه پس از 5 ثانيه به 8/6 سانتيمتر بر ثانيه مي‌رسد و تقريبا اختلافي 5/3 برابري با دماي 40 درجه سانتيگراد را نشان مي‌دهد. همچنين در اين پژوهش فاز اول سامانه توموگرافي التراسونيك نيز به منظور تعيين كسر حجمي فاز، طراحي و ساخته شده است كه به كمك اين سامانه ميتوان وجود كسر حجمي هوا در مقطع را رصد كرد. در اين سامانه ميزان سطح مقطع فاز هوا به سطح كل براساس متوسط زمان انتقال امواج فراصوت مورد بررسي قرار گرفت كه براي حالتي كه سطح مقطع فاز هوا بيشينه مقدار خود را دارا مي‌باشد ميزان متوسط زمان انتقال امواج فراصوت معادل 129 ميكرو ثانيه مي‌باشد. لازم به ذكر است كه عمليات پردازش تصوير تكميلي اين سامانه در قالب پروژه پژوهشي تكميل مي‌گردد. واژه‌هاي كليدي: سيال غير‌نيوتني، صعود حباب، توموگرافي التراسونيك، شبيه‌سازي CFD

1395/09/22