مهندسی مکانیک امیرکبیر، جلد ۵۲، شماره ۴، صفحات ۷۱-۸۰
عنوان فارسی پیش‌بینی ضریب دراگ برای حباب در حال صعود در یک سیال غیر نیوتونی
چکیده فارسی مقاله پارامتر حائز اهمیت در محاسبات مربوط به حرکت حباب، ضریب دراگ است. در مطالعه‌ی حاضر به صورت آزمایشگاهی ضریب دراگ حباب تک در حال صعود در سیال غیرنیوتونی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور محلول پلی آکریل آمید در آب با غلظت‌های مختلف به عنوان سیال غیرنیوتونی انتخاب شده است. این محلول سیال غیرنیوتونی با خاصیت ویسکوالاستیک است که نتایج نشان می‌دهد به شدت برروی ضریب دراگ تأثیرگذار است. آزمایشات با قطر نازل‌های مختلف، برای حباب‌های گازی هوا، اکسیژن و دی اکسید کربن و در دبی‌های تزریق مختلف انجام شده است. از این رو نتایج بدست آمده نسبت به مطالعات گذشته جامعیت بیشتری دارد. مقایسه‌ی بین نتایج بدست آمده با معادلات سایر مطالعات نشان داد که هیچکدام از این روابط نمی‌توانند ضریب دراگ حباب در حال صعود درون سیال غیرنیوتونی با خاصیت ویسکوالاستیک را به خوبی پیش‌بینی کنند. از این رو به کمک تحلیل ابعادی، دو رابطه‌ی جدید برای پیش‌بینی ضریب دراگ برحسب اعداد بدون بعد رینولدز، ارشمیدس و اتوس ارائه شده است. ضریب دراگ پیش‌بینی شده توسط معادلات موجود در توافق بسیار خوبی با داده‌های آزمایشگاهی است. معادله‌ی اول که مستقیماً از آنالیز ابعادی بدست آمده است نسبت به معادله‌ی دوم ساده‌تر بوده و متوسط درصد خطای پیش‌بینی آن26/3 % است. این درحالی است که متوسط خطای پیش‌بینی معادله‌ی ارائه‌ی دوم که از لحاظ فرمولاسیون پیچیده‌تر می‌باشد در حدود 7/1% بدست آمده است.علاوه بر آن معادلات جدیدی برای پیش بینی سرعت حد و همچنین بررسی رفتار حباب در حال صعود در سیال غیرنیوتونی ویسکوالاستیک ارائه شده است.
کلیدواژه‌های فارسی مقاله
عنوان انگلیسی The drag coefficient prediction of a rising bubble through a non-Newtonian fluid
چکیده انگلیسی مقاله The drag coefficient is one of the important parameters in studying the characteristics of bubble motion. In the present research, the drag coefficient of single bubble rising in non-Newtonian fluid has been investigated. Polyacrylamide solutions were selected with different concentrations as a Non-Newtonian fluid. As known, these solutions have viscoelastic properties which strongly influence the drag coefficient. This experiment has been done with different nozzle diameters, for three type of gas (Air, and ) at different injection flow rates. Hence, the results are more comprehensive than previous studies. A comparison between the obtained results and the equations in other studies showed that none of these relationships can predict the drag coefficient of a bubble rising in a non-Newtonian fluid with a viscoelastic properties. Therefore, two new correlations have been presented to predict the Drag coefficient based on Reynolds, Archimedes and Eötvös dimensionless number by dimensional analysis. The predicted drag coefficient by the equations is in very good agreement with experimental data. The first equation which obtained directly from the dimensional analysis was simpler than the second equation. The average error of first equation was 3.26%, while, the average prediction error of the second equation was about 1.7%, which is more complex in terms of formulation. In addition, new equations for predicting terminal velocities and the behavior of bubble rising in a non-Newtonian viscoelastic fluid are presented.
کلیدواژه‌های انگلیسی مقاله
نویسندگان مقاله صفورا کریمی |
دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی جندی شاپور، دزفول، ایران

مجتبی شفیعی |
دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی جندی شاپور، دزفول، ایـران

آنا عبیری |
دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه صنعتی جندی شاپور، دزفول، ایران

فرزاد قدم |
دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی جندی شاپور، دزفول، ایران

نشانی اینترنتی https://mej.aut.ac.ir/article_3237_b8ba54b87f38320c88ced02f886fbb88.pdf
فایل مقاله اشکال در دسترسی به فایل - ./files/site1/rds_journals/1252/article-1252-2205238.pdf
کد مقاله (doi)
زبان مقاله منتشر شده fa
موضوعات مقاله منتشر شده
نوع مقاله منتشر شده
برگشت به: صفحه اول پایگاه   |   نسخه مرتبط   |   نشریه مرتبط   |   فهرست نشریات