بررسی عوامل تاثیرگذار در پدیده ائتلاف قطره- حباب درون آب به روش تجربی

امروزه پدیده برهم‌کنش قطرات نفتی/روغنی و حباب‌های گازی در بسیاری از فرآیندهای صنعتی، محیط زیستی و بیولوژیکی نقش کلیدی ایفا می‌کنند. از این رو در این مقاله نتیجه برخورد یک قطره از جنس روغن سیلیکون با حباب هوا درون محیط ثالث آب با هدف تعیین پارامترهای اثرگذار در این پدیده، مورد مطالعه قرار گرفته است. بدین منظور مدار آزمایشگاهی خاصی ساخته شده و چهار سری آزمایش در دو حالت برهم‌کنش‌های استاتیک و برخورد دینامیک (اختلاف سرعت و صعود ناشی از نیروی شناوری وارد بر حباب) طراحی شده و نتایج آن در قالب چندین جدول و شکل مورد بررسی قرار گرفته‌اند. در این آزمایش‌ها برای فهم و شناخت بهتر پدیده به لحاظ کیفی و نیز برای استخراج اطلاعات کمی از قبیل زمان تماس، سرعت و انرژی‌های جنبشی و سطحی در لحظه برخورد، از دوربین سرعت بالا و پردازش تصاویر ضبط شده بهره گرفته شد. نتایج به دست‌آمده از این آزمایش‌ها حاکی از آن است که علاوه بر ضریب پخش، انرژی جنبشی و زمان تماس نیز در determine the outcome of a collision تاثیر گذار خواهد بود که در حالت دینامیک اثربخشی انرژی جنبشی و در حالت استاتیک تاثیر زمان تماس بیشتر مشهود است.

Experimental Investigation of Bubble-Droplet Coalescence Phenomenon in Water

Nowadays, the interaction of oil droplets with gas bubbles plays an important role in many industrial, environmental and biological processes. Therefore, in this paper, the outcome of a collision between a silicon oil droplet and an air bubble in water has studied in order to identify the effective parameters in this process. For this purpose, an especial setup was built and four series of experiments in both dynamic (in which the relative velocity of collision is equal to the bubble velocity due to the Buoyancy force) and static conditions were carried out. The results of these experiments were presented and discussed in the form of several tables and pictures. In these experiments, a highspeed camera and image processing were used to gain a better understanding about bubbledrop coalescence qualitatively, and to obtain some quantitative information such as contact time, velocity, and kinetic and interfacial energies of bubbles and drops during the impact. The results of this study show that in addition to the spreading coefficient, the kinetic energy of bubble/droplet in the collision and their contact time, are also determinative parameters in the determination of the outcome of a collision. In the dynamic and static states, the effect of kinetic energy and contact time are more effective, respectively.