Modelowanie oddziaływania pomiędzy kolejno odrywającymi się pęcherzami gazowymi

• Autorzy: Mosdorf R. , Wyszkowski T.

Warianty tytułu

EN

Modeling interaction between subsequent departing bubbles

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W pracy przedstawiono wyniki symulacji wzrostu pęcherza gazowego odrywającego się z cylindrycznej dyszy. Wzrost pęcherza opisano równaniem Rayleigha - Plesseta. Czas wzrostu pęcherza wyznaczano na podstawie położenia środka pęcherza ponad wylotem dyszy. W modelu uwzględniono: siłę wyporu, napięcia powierzchniowego, lepkości, inercji oraz strumień pędu gazu zasilającego pęcherz. Model pozwala na wyznaczenie czasu wzrostu pęcherza w funkcji prędkości cieczy otaczającej pęcherz wywołanej przez poprzednio odrywające się pęcherze. Wyniki symulacji porównano z wynikami badań eksperymentalnych, w których pęcherze powietrza wydostawały się z dyszy o średnicy wewnętrznej 1.1 mm. Ruch pęcherzy rejestrowano kamerą Casio EX FX1 z szybkością 1200 klatek na sek. Uzyskano dobrą ilościową zgodność wyników symulacji z wynikami eksperymentalnymi.

EN

In the paper the simulation of air bubble growth has been carried out. The bubble growth has been described using the Rayleigha - Plesseta equation. The time of the bubble growth has been calculated using the position of spherical bubble centre over the nozzle outlet. The following forces: buoyancy, surface tension, drag, Basset, added mass inertia and gas momentum flux have been considered. The time of the bubble growth as the function of liquid flow generated by previously departing bubble has been calculated. The simulation results have been compared with experimental measurement of the air bubble growth. In the experiment the bubbles have been generated from brass nozzle with inner diameter equal to 1.1 mm, submerged in distillated water. The bubble growth has been recorded using the high speed camera Casio EX FX1 (1200 fps). Good agreement between simulation results and experimental measurement has been obtained.

Słowa kluczowe

PL

pęcherz gazowy; wzrost pęcherza gazowego; modelowanie matematyczne; równanie Rayleigha-Plesseta

EN

bubble; bubble growth; mathematical modeling; Rayleigh-Plesset equation

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej. Oddział Gliwice
• Czasopismo: Modelowanie Inżynierskie
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 11, nr 42
• Strony: 269--274
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Mosdorf R.

autor

Wyszkowski T.

• Katedra Mechaniki i Informatyki Stosowanej, Politechnika Białsotocka,

Bibliografia

• 1. Wilai L., Atsushi T., Kunio Y.: Chaotic hydrodynamics of continuous single-bubble flow systems „Chemical Engineering Science” 1997, Vol. 52, No. 21-22, p. 3685-3691.
• 2. Oguz H. N., Prosperetti A.: Dynamics of bubble growth and detachment from a needle. „Journal of Fluid Mechanics” 1993, Vol. 257, p. 111-145.
• 3. Hughes R. R., Handlos A. E., Evans H. D., Maycock R. L.: The formation of bubbles at simple orifices. „Chemical Engineering Progress”1955, Vol. 51, No. 12, p. 557-563.
• 4. Davidson L., Amick E.: Formation of gas bubbles at horizontal orifices. „AIChE Joumal”1956, Vol. 2, p. 337-342.
• 5. Gerlach D., Alleborn N., Buwa V., Durst F.: Numerical simulation of periodic bubble formation at a submerged orifice with constant gas flow rate. „Chemical Engineering Science”2007, Vol. 62, p.2109-2125.
• 6. Badam, V.K., Buwa V. Durst F.: Experimental investigations of regimes of bubble formation on submerged orifices under constant flow condition. „Canadian Journal of Chemical Engineering” 2007, Vol. 85, p.257-267.
• 7. Buwa V.V, Gerlach D., Durst F., Schlucker E.: Numerical simulations of bubble formation on submerged orifices: Period-1 and period-2 bubbling regimes. „Chemical Engineering Science”2007, Vol. 62, p.7119 - 7132.
• 8. Ruzicka M.C., Bunganic R., Drahos J.: Meniscus dynamics in bubble formation. Part II: Model. „Chemical Engineering Research and Design”, 2009, Vol. 87, p. 1357-1365.
• 9. Zhang L., Shoji M. Aperiodic bubble formation from a submerged orifice. „Chemical Engineering Science” 2001, Vol.56, No.18, p.5371-5381.