بررسی آزمایشگاهی اثر سرعت برخورد قطره بر ضریب گسترش قطرات غیرنیوتنی و نیوتنی در برخورد با سطح جامد خشک

برخورد قطرات بر روی سطوح جامد دارای کاربرد گسترده‌ای در صنایع نفت و گاز، رنگ‌آمیزی سطوح، خنک‌کاری سطوح داغ و سم‌پاشی محصولات کشاورزی می‌باشد. در مطالعه حاضر، ضریب گسترش سیال غیرنیوتنی باگر روی سطح جامد خشک از قبیل آکریلیک (پلکسی‌گلس) و ورق استیل ضد زنگ بصورت آزمایشگاهی بررسی ‌شده و با قطرات نیوتنی (آب و گلیسیرین) مقایسه می‌شود. صفحات پلکسی‌گلس و استیل ضد زنگ هر دو دارای سطحی آب‌دوست هستند. در این پژوهش، سقوط قطرات سیالات غیرنیوتنی و نیوتنی در دو ارتفاع 27 و 47 سانتیمتر از سطح جامد خشک و در محدوده اعداد وبر 245 le;we le; 538 بررسی شده است. هدف از انجام این تحقیق، بررسی اثر سرعت برخورد، بر ضریب گسترش قطرات غیرنیوتنی و نیوتنی در زمان برخورد می‌باشد. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که با زیاد شدن عدد وبر (افزایش سرعت برخورد)، حداکثر مقدار و نرخ پخش‌شدگی و جمع‌شدگی قطرات نیوتنی یا غیرنیوتنی افزایش می‌یابد. همچنین با افزایش لزجت قطرات، مقدار و نرخ پخش‌شدگی و جمع‌شدگی قطرات نیوتنی و غیرنیوتنی کاهش می‌یابد. با افزایش 32 درصدی سرعت برخورد بر روی صفحه پلکسی‌گلس (افزایش عدد وبر)، مقدار بیشینه پخش‌شدگی قطرات باگر، آب و گلیسیرین بترتیب به میزان 22، 31 و 20 درصد افزایش می‌یابند.

Experimental study of contact velocity effect on spreading factor of non-Newtonian and Newtonian droplets during collision with dry solid surface

The collision of droplets on solid surfaces is widely used in oil and gas industry, surface painting, hot surface cooling and spraying of agricultural products. In the present study, the spreading factor of Boger nonNewtonian fluid is experimentally investigated on the dry solid surface such as an acrylic (Plexiglas) and stainless steel sheet and is compared with Newtonian droplets (water and glycerin). The plates of Plexiglas and stainless steel both have a hydrophilic surface. In this research, the Newtonian and nonNewtonian fluids droplets collapse at two heights of 27 and 47 cm from the dry solid surface and are examined in the range of Weber numbers 245 le;We le; 538 . The purpose of this study is to investigate the effects of contact velocity on the spreading factor of nonNewtonian and Newtonian droplets during the collision. The results of this study show that with the growth of Weber number (increasing contact velocity), the maximum value and velocity of spreading and receding are increased for the Newtonian or nonNewtonian droplets. Also, with increasing the viscosity of droplets, the value and velocity of spreading and receding are decreased for the Newtonian and nonNewtonian droplets. By increasing the velocity of collision on the Plexiglasas surface (raising the Weber number) up to 32%, the maximum value of droplets spreading is increased 22, 31 and 20 percentage respectively for the fluids of Boger, water and glycerin.