مطالعه تحليلي و آزمايشگاهي ديناميك سقوط قطرات نيوتني در رژيم لختي با اعداد رينولدز پايين

بررسي جريان‌هاي دو فازي به‌خصوص بررسي‌هاي مربوط به حركت قطرات يك سيال در سيالي ديگر داراي كاربرد گسترده‌اي از جمله در صنايع نفت و گاز، صنايع پزشكي و داروسازي، استخراج فلزات، نيروگاه‌ها و مبدل‌هاي حرارتي دارد. در مقاله حاضر، ديناميك يك قطره نيوتني در حال سقوط در رژيم آرام مورد مطالعه قرار گرفته است. به منظور ايجاد جريان لختي از ويسكوزيته 340 سانتي پويزبراي سيال بيرون استفاده شده است.در بخش آزمايشگاهي، از آب يون زدايي شده (ديونيزه)‌ و‌ گليسيرين‌ با نسبت‌هاي حجمي 79:21 و83:17 به‌ عنوان‌فاز‌قطره‌استفاده‌ شده ‌است. با افزايش حجم قطره و به تبع آن افزايش نيروي لختي، شكل قطره در حال سقوط در فاز نيوتني از حالت كروي خارج مي‌شود و حفره‌اي در قسمت انتهايي آن ايجاد مي‌شود. نيروهاي لختي، كشش سطحي و تنش‌هاي هيدروديناميكي بيشترين تأثير را روي شكل قطره در حال سقوط دارند. با افزايش حجم قطره نيوتني در حال سقوط، حفره انتهاي قطره رشد كرده و در نتيجه نيروي درگ آن افزايش و به تبع آن سرعت حد قطره كاهش پيدا مي‌كند. طبق مشاهدات آزمايشگاهي، تغييرات نسبت لزجت روي شكل قطرات تأثير چنداني نداردوافزايش عدد رينولدزباعث كاهش ضريب فشار قطره مي‌شود.همچنين نشان داده مي‌شودكه نتايج آزمايشگاهي با نتايج تحليلي مطابقت خوبي دارند.