بررسی تجربی رفتار الکتروهیدرودینامیک تک حباب بزرگ در محیط مایع دی الکتریک

جریان های دوفازی حبابی به صورت محیط مایع پیوسته و فاز گاز با حباب های پراکنده، نقش مهمی در فرآیندهای طبیعی و صنعتی دارد. رفتار هیدرودینامیکی حباب ها و قطرات در برخی از کاربردها به صورت تک حباب یا تک قطره در محیط مایع ساکن بررسی شده است. برای حباب های ریز مدل های عددی و کمیت های تجربی فراوانی در ادبیات فن ارائه شده است. حضور حباب های بزرگ به دلیل ادغام حباب های کوچک تر در کاربردهای مختلف صنعتی و فرآیندهای طبیعی اجتناب ناپذیر است. هنگامی که حباب بزرگ می شود با توجه به رفتارهای متفاوتی که پیدا می کند، در فصل مشترک دچار اعوجاج می گردد. در این صورت مدل سازی آن پیچیده خواهد شد. با اعمال میدان الکتریکی با ولتاژ بالا و نیروهای موثر بر حباب در صعود در محیط مایع ساکن دی الکتریک، رفتار آن پیچیده تر می گردد. با اعمال روش فعال ehd می توان رفتار چنین حباب هایی را به صورت کنترلی مطالعه نمود. استفاده از این روش در بین روش های مختلف ارائه شده به دلیل سهولت اعمال جهت و شدت میدان مورد نظر از جایگاه ویژه ای برخوردار است. در این پایان نامه رفتار الکتروهیدرودینامیکی تک حباب بزرگ هوا تحت تاثیر میدان الکتریکی با سه آرایش مختلف الکترودی در سیالات پایه دی الکتریک با ویسکوزیته های مختلف مورد بررسی قرار گرفت. نتایج تجربی نشان داد که مسیر صعود حباب با کاهش ویسکوزیته و افزایش جریان ehd، همچنین با آرایش الکترودی با شدت میدان قوی تر و در نتیجه جریان ehd قوی تر، بیشتر تحت تاثیر میدان الکتریکی قرار می گیرد. نتایج عددی مربوط به مولفه های مختلف شدت میدان الکتریکی در نواحی مورد نظر و همچنین خطوط میدان الکتریکی، انحراف بیشتر حباب از مسیر خود را در شدت میدان بیشتر تایید کرد. افزایش سرعت حباب در ناحیه جدایش در آرایش الکترودی مناسب، می تواند باعث افزایش نرخ انتقال حرارت و جرم در سیستم های دوفازی شود. همچنین آزمایشات نشان داد که زاویه حباب با افق در حین صعود توسط آرایش الکترودی و ویسکوزیته مناسب قابل کنترل می باشد. این پدیده می تواند در کنترل نحوه ترکیب عمودی حباب ها و اختلاط جریان در سیستم های دوفازی بسیار موثر واقع شود. در آزمایشات، علی رغم نیروی هیدرودینامیکی و ناپایداری بالای حباب بزرگ، تغییر شکل حباب نیز در آرایش الکترودی و ویسکوزیته مناسب مشاهده شد. بنابراین با درک بهتر نحوه تغییر پارامترهای مختلف مهم در حرکت حباب می توان با انتخاب آرایش الکترودی مناسب و در صورت امکان با اختلاف ویسکوزیته مورد نظر، رفتار سیستم های دوفازی حبابی را کنترل کرد.