کد مقاله کد نشریه سال انتشار مقاله انگلیسی نسخه تمام متن
7060379 1458511 2014 15 صفحه PDF دانلود رایگان
عنوان انگلیسی مقاله ISI
Three-dimensional deformation of a spherical droplet in a square duct flow at moderate reynolds numbers
ترجمه فارسی عنوان
تغییر شکل سه بعدی یک قطره کروی در یک جریان کانال مربعی در اعداد متوسط ​​رینولدز
کلمات کلیدی
ترجمه چکیده
در این مقاله، پویایی قطره ای از سه بعدی نیتروی شناور را مطالعه می کنیم، زیرا آن را در یک کانال مربعی ترجمه و تغییر شکل می دهد. تاکید بر درک تاریخ تغییر شکل گذرا قرار دارد. ما بررسی اثر تعداد رینولدز، تعداد مویرگی و قطره به نسبت ویسکوزیته مایع حامل در تغییر شکل. در محدودیت تعداد رینولدز کم، ما انتظار داریم تغییر شکل قطره مستقل از تعداد رینولدز باشد. ما تعداد رینولدز متوسط ​​را در محدوده 10 تا 100 نشان می دهیم و نشان می دهد که اینرسی در تغییر شکل قطره در اندازه های حالت پایدار و همچنین تغییرات گذرا نقش مهمی دارد. برای شماره های رینولدز بیش از 25، ما مشاهدات غیر مونوتونی تغییر شکل را مشاهده می کنیم. در اعداد رینولدز بالاتر، ما همچنین مناطق حفره ای را که در لبه های پایینی قطرات تشکیل می شود مشاهده می کنیم. این ناحیه های حفره به علت انحنای نسبتا بالا بین فضایی ظاهر می شوند. بنابراین تنش بین فازی نقش مهمی را در لبه عقب بازی می کند تا محدوده حفره را به شکل محدب پایدار تر برساند. ما تغییر شکل قطره را برای تعداد مویرگی متوسط ​​در محدوده 0.20-0.25 بررسی می کنیم و تغییرات شدید در مقدار تغییر شکل با تعداد مویرگی مشاهده می کنیم. با این حال، تعداد مویرگی به نظر نمی رسد که بر رفتار تغییر شکل دهی کیفی تاثیر بگذارد. ما همچنین بررسی اثر قطرات به نسبت ویسکوزیته مایع حامل در تغییر شکل قطره و مشاهده رابطه پیچیده تر. برای مقادیر ویسکوزیته کوچک، تاریخ تغییر شکل غیر مونوتونی است و تغییر شکل حالت پایدار به دلیل افزایش نسبت ویسکوزیته افزایش می یابد. در این رژیم، حفره در دورانهای اولیه قطره قطره است. شکل گیری حفره لبه انتهایی به طور قابل توجهی کاهش می یابد و برای ویسکوزیته قطرات بزرگ ناپدید می شود. برای ویسکوزیته قطره بزرگ، سیستم به طور قابل ملاحظه ای خنثی می شود و تاریخچه تغییر شکل برای مدت زمانی مورد بررسی در این مطالعه مونوتنیک است.
موضوعات مرتبط
مهندسی و علوم پایه مهندسی شیمی جریان سیال و فرایندهای انتقال
پیش نمایش مقاله
تغییر شکل سه بعدی یک قطره کروی در یک جریان کانال مربعی در اعداد متوسط ​​رینولدز
چکیده انگلیسی
In this work, we study the dynamics of a three-dimensional neutrally buoyant droplet as it translates and deforms in a square-duct. An emphasis is placed on understanding the transient deformation history. We study the effect of the Reynolds number, capillary number, and droplet to carrier fluid viscosity ratio on deformation. In the low Reynolds number limit, we expect the droplet deformation to be independent of Reynolds number. We examine moderate Reynolds numbers in the range of 10-100 and show that inertia plays a significant role in droplet deformation both in the magnitude of steady-state as well as transient deformations. For Reynolds numbers greater than 25, we observe non-monotonic deformation histories. At higher Reynolds numbers we also observe cavity regions forming at the trailing edge of the droplets. These cavity regions appear to be unstable due to their relatively high interfacial curvature. Interfacial tension therefore plays a significant role at the trailing edge to return the cavity region to a more stable convex shape. We study droplet deformation for moderate capillary numbers in the range of 0.10-0.25 and observe a strong variation in deformation magnitude with capillary number. However, the capillary number does not appear to influence the qualitative transient deformation behavior. We also explore the effect of droplet to carrier fluid viscosity ratio on droplet deformation and observe a more complicated relationship. For small viscosity ratios, the deformation histories are non-monotonic and the steady-state deformation increases as the viscosity ratio is increased. In this regime, a cavity forms at the droplet trailing during early times. The formation of a trailing edge cavity is considerably decreased and vanishes for large droplet viscosity. For large drop viscosity, the system is considerably damped and the deformation histories are monotonic for the period of time investigated in this study.
ناشر
Database: Elsevier - ScienceDirect (ساینس دایرکت)
Journal: International Journal of Multiphase Flow - Volume 67, December 2014, Pages 10-24
نویسندگان
, , ,