20879

۲۰۸۷۹

بررسي تجربي ائتلاف قطره حباب و عوامل تأثيرگذار بر آن

كارشناسي ارشد

تبديل انرژي

۱۳۹۵

۱۳۹۸/۲/۳۱

دكتر سيد مصطفي حسينعلي پور

مكانيك

شناخت بيشتر پديده¬ي برهمكنش قطرات نفتي/روغني و حباب¬هاي گازي و ائتلاف آن¬ها، مي¬تواند منجر به بهبود راندمان بسياري از فرايند¬هاي صنعتي، محيط زيستي و بيولوژيكي شود. با وجود تلاش¬هاي گسترده¬ صورت گرفته در اين زمينه، به دليل وجود پيچيدگي¬هاي فيزيكي و چالش¬هاي مربوط به تكنولوژي، بررسي اين پديده همراه با ساده¬سازي هاي بسياري انجام شده و اندك تحقيقاتي به طور مستقيم به خود پديده پرداخته¬اند. در حال حاضر نيز اين موضوع، مبحثي باز و در حال بررسي مي¬باشد كه مطالعه¬ي آن هنوز نيز داراي چالش¬¬هاي زيادي مي¬باشد. در پايان¬نامه¬ي حاضر نيز به منظور شناخت بيشتر پديده¬ي ائتلاف قطره-حباب، مدار آزمايشگاهي خاصي تكميل و مورد استفاده قرار گرفت. هدف اصلي از اين مطالعه، شناخت پديده¬هاي مؤثر بر ائتلاف و بررسي دقيق¬تر فرايند به منظور درك بيشتر آن بوده است. از اين رو پس از تكميل مدار، ابتدا آزمايش¬هايي در حالت¬هاي شبه¬استاتيك و ديناميك انجام شد تا بتوان اثر پارامتر¬هاي مكانيكي از قبيل اندازه و سرعت برخورد را بر زمان و بازده ائتلاف مشاهده نمود. سپس با تغيير شوري آب سعي شد تا تأثيرات آن را بر زمان ائتلاف و تخليه¬ي فيلم بينابيني ملاحظه نمود. نتايج به¬دست آمده حاكي از آن بود كه علاوه بر ضريب پخش، پارامتر¬هايي از قبيل انرژي جنبشي و زمان تماس بسيار بر نتيجه¬ي برخورد تأثير گذارند. همچنين مشاهده شد كه اندازه¬ي ذرات در بازه¬ي مورد بررسي، تأثيرات چنداني بر زمان ائتلاف نخواهد گذاشت و با شور كردن آب، زمان تخليه كاهش مي¬يابد. علاوه بر اين در آزمايش¬هاي انجام شده ديده¬شد كه زمان تخليه و پراكندگي نتايج حاصل از آن¬ها نسبت به زمان پوشش بيشتر بوده¬اند. همچنين در نهايت ضمن اين مطالعه رابطه¬اي براي مشخص نمودن فاصله¬ي اوليه¬ي شروع برهمكنش¬هاي هيدروديناميكي دو ذره، به كمك برازش خطي بر نتايج آزمايشگاهي به¬دست آمد.

1398/04/29

Experimental investigation of bubble-droplet coalescence and the affecting parameters

5/20/2020 12:00:00 AM

Understanding of the interaction between oil droplets and gas bubbles and their coalescence, can lead to improvement in efficiency of many industrial, environmental and biological processes. Despite of extensive efforts carried out in this field, the study of this phenomenon has been done with many simplifications, (because of physical complexity and technological challenges), and less surveys had directly addressed the phenomenon itself. At the moment this issue is an open and ongoing topic, with so many challenges in it. In the present study, in order to understand more about the bubble-droplet coalescence, a special experimental setup was completed and used. The main purpose of this study was to identify the phenomenon affecting the coalescence. Therefore after completing the setup, some dynamic and quasi-static tests were performed to observe the effect of mechanical parameters such as size and collision velocity on the drainage time of the film. The results showed that in addition to the spreading coefficient, some parameters such as kinetic energy and contact time, greately affect the collision result. It was observed that the size of particles in the studied interval wouldnt have much effect on the coalescence, and also realized that by adding salt to water, the drainage time decreases. The result showed that the drainage time and corresponding standard deviations were more than the coating time and its standard deviation. Finally, in this study, an equation for determining the initial distance of hydrodynamic interactions at the beginnig of it was achieved by linear fitting on aqquired data.