بررسی تحلیلی تغییر شکل یک قطره نیوتنی در حال سقوط در اعداد رینولدز پایین | ||
| مهندسی مکانیک مدرس | ||
| Article 28, Volume 17, Issue 2, 1396, Pages 251-262 PDF (1.25 M) | ||
| Authors | ||
| امین امامیان1; محمود نوروزی* 2; مهدی داودی3 | ||
| 1دانشکده مهندسی مکانیک دانشگاه صنعتی شاهرود | ||
| 2دانشگاه صنعتی شاهرود | ||
| 3دانشکده مهندسی دانشگاه لیورپول | ||
| Abstract | ||
| حرکت و تغییر شکل قطره در حال سقوط در یک مایع غیر قابل امتزاج به یک مسئله معیار در مکانیک سیالات تبدیل شده و دارای کاربرد گستردهای از جمله در صنایع نفت و گاز، صنایع پزشکی و داروسازی، استخراج فلزات، نیروگاهها و مبدل حرارتی دارد. در این مقاله، حل تحلیلی تغییر شکل برای یک قطره ویسکوز در حال سقوط در اعدد رینولدز پایین ارائه شده است. حل تحلیلی برای هر دو جریان داخلی و خارجی با استفاده از روش اغتشاشات بدست میآید. اعداد رینولدز و مویینگی بهعنوان پارامترهای اغتشاشی در نظر گرفته شده است. برای قطرات به اندازه کافی کوچک شکل قطره کروی باقی میماند. شکل قطره در حال سقوط در فاز نیوتنی با افزایش حجم قطره از حالت کروی خارج میشود. نیروهای لختی، کشش سطحی و مؤلفه نرمال تنش دارای بیشترین تاثیر روی شکل قطره در حال سقوط میباشند. تغییر شکل قطره، ناشی از نیروهای است که در فصل مشترک دو سیال وارد میشود. با افزایش حجم قطره در حال سقوط علاوه بر افزایش نیروی لختی، مؤلفه نرمال تنش به نیروی کشش سطحی غلبه کرده و باعث ایجاد حفرهای در قسمت انتهایی قطره میشود. برای مقادیر کوچک اعداد بیبعد رینولدز و مویینگی، تغییر شکل قطره دقیقا شبیه یک کره کروی میباشد و سپس با افزایش اعداد رینولدز و مویینگی شکل قطره تغییر پیدا کرده و یک گودی در انتهای قطره به وجود خواهد آمد. نشان داده شده است که نتایج حاصل از حل تحلیلی در تخمین سرعت حدی و شکل قطره با نتایج تجربی مطابقت خوبی دارد. | ||
| Keywords | ||
| قطره ویسکوز; رینولدز; مویینگی; حساب اغتشاشات | ||
|
Statistics Article View: 268 PDF Download: 301 |
||
| Number of Journals | 45 |
| Number of Issues | 2,160 |
| Number of Articles | 24,577 |
| Article View | 20,208,094 |
| PDF Download | 16,193,628 |