مطالعه عددی تأثیر خواص الاستیک سیال بر برخورد مایل قطره بر لایه سیال
نویسندگان
1 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
2 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
3 دانشکده مهندسی شیمی، دانشگاه الوال، کبک، کاناد
4 دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران
doi
10.22060/mej.2021.19488.7036چکیده
در مقاله حاضر تشکیل و رشد تاج بر اثر برخورد مایل قطره بر لایه سیال در سیالات غیرنیوتنی ویسکوالاستیک به صورت عددی و در حالت دو بعدی تحت بررسی قرار گرفته است. از روش حجم محدود جهت مدلسازی معادلات حاکم و از روش حجم سیال جهت ردگیری سطح آزاد بین دو سیال استفاده شده است. در این مطالعه از مدل اولدروید- بی به عنوان معادله ساختاری جهت مدلسازی فاز سیال ویسکوالاستیک استفاده شده است. در تحلیل عددی حاضر تشکیل و رشد زمانی هندسه تاج مورد تاکید است و تأثیر نیروهای الاستیک سیال و کشش سطحی بر روی آن مورد بررسی و ارزیابی قرار گرفته است. نتایج بیانگر آن است که افزایش در مقدار عدد وایزنبرگ، نسبت ویسکوزیته و عدد وبر سبب افزایش در مقادیر ارتفاع (*Z) و طول پخش (*S) بدون بعد تاج در زمانهای مختلف میشود. از طرفی در سیالات ویسکوالاستیک افزایش زاویه برخورد در کنترل متغیر ارتفاع Z* هندسه تاج اثر قابل ملاحظهای دارد و از طرف مقابل تأثیر چشمگیری بر طول پخش *S ندارد. همچنین نتایج بیانگر آن است که با افزایش ضخامت لایه سیال ارتفاع تاج افزایش و تغییرات طول پخش تاج روند کاهشی به خود میگیرد. از مهمترین نتایج قابل حصول از تحقیق حاضر میتوان به تأثیر شگرف توامان خاصیت الاستیک سیال و کشش سطحی بر گسترش ابعاد تاج تشکیل شده از برخورد مایل قطره سیال اشاره کرد.