پیش بینی ضریب دراگ برای حباب در حال صعود در یک سیال غیر نیوتونی

پارامتر حایز اهمیت در محاسبات مربوط به حرکت حباب، ضریب دراگ است. در مطالعه ی حاضر به صورت آزمایشگاهی ضریب دراگ حباب تک در حال صعود در سیال غیرنیوتونی مورد مطالعه قرار گرفته است. برای این منظور محلول پلی آکریل آمید در آب با غلظت های مختلف به عنوان سیال غیرنیوتونی انتخاب شده است. این محلول سیال غیرنیوتونی با خاصیت ویسکوالاستیک است که نتایج نشان می دهد به شدت برروی ضریب دراگ تاثیرگذار است. آزمایشات با قطر نازل های مختلف، برای حباب های گازی هوا، اکسیژن و دی اکسید کربن و در دبی های تزریق مختلف انجام شده است. از این رو نتایج بدست آمده نسبت به مطالعات گذشته جامعیت بیشتری دارد. مقایسه ی بین نتایج بدست آمده با معادلات سایر مطالعات نشان داد که هیچکدام از این روابط نمی توانند ضریب دراگ حباب در حال صعود درون سیال غیرنیوتونی با خاصیت ویسکوالاستیک را به خوبی پیش بینی کنند. از این رو به کمک تحلیل ابعادی، دو رابطه ی جدید برای پیش بینی ضریب دراگ برحسب اعداد بدون بعد رینولدز، ارشمیدس و اتوس ارایه شده است. ضریب دراگ پیش بینی شده توسط معادلات موجود در توافق بسیار خوبی با داده های آزمایشگاهی است. معادله ی اول که مستقیما از آنالیز ابعادی بدست آمده است نسبت به معادله ی دوم ساده تر بوده و متوسط درصد خطای پیش بینی آن26/3 % است. این درحالی است که متوسط خطای پیش بینی معادله ی ارایه ی دوم که از لحاظ فرمولاسیون پیچیده تر می باشد در حدود 7/1% بدست آمده است.علاوه بر آن معادلات جدیدی برای پیش بینی سرعت حد و همچنین بررسی رفتار حباب در حال صعود در سیال غیرنیوتونی ویسکوالاستیک ارایه شده است.