جلسه دفاع پایان نامه کارشناسی ارشد (خانم سیما نصیرزاده)

فارسی

موضوع: بررسی عددی و مقدماتی تشکیل فوم تر و مطالعه ساختارهای جریان و رفتارهای فیزیکی مسئله
ارائه دهنده: سیما نصیرزاده
استادان راهنما: دکتر ابراهیم شیرانی
استادان مشاور: دکتر محمود اشرفی زاده
استادان داور: دکتر احمدرضا پیشه ور، دکتر احمد سوهانکار
چکیده
امروزه به دلیل اهمیت فوم، میزان در دسترس‌پذیری و کاربرد فوم‌های خاص در بسیاری از صنایع، تحقیق و بررسی بیش‌تر بر روی چنین جریان پیچیده‌ای ضرورت می‌یابد. جریان فوم به یک موضوع مطالعه ي مهم در سرتاسر دنیا مبدل شده است. اکثر مطالعات صورت گرفته بدلیل پیچیدگی‌هاي آن، بر روي هندسه و مکان شناسی فوم ثابت و نه بر روي خود جریان، تمرکز می‌کند، لذا اهمیت بررسی جریان فوم بیش از پیش احساس خواهد شد. فوم از طریق به دام انداختن حباب‌های گاز در یک سیال مایع ایجاد می‌شود. از جمله کاربردهای آن می‌توان به استفاده در مواد خام آرایشی و بهداشتی، ژل و کرم‌های موضعی، لوسیون، خمیر دندان، شامپوها و... اشاره نمود. فوم‌ها به دو دسته‌ی فوم خشک و فوم تر تقسیم‌بندی می‌شوند. در فوم خشک حباب‌ها بصورت سلول‌های چندوجهی غیرصاف و در فوم تر بصورت کروی می‌باشند. برای درک بهتر سیر تکاملی ساختار فوم، برخی پارامترهای مهم مثل کسر خالی، کیفیت فوم و کشش سطحی مطرح می‌شوند. کشش سطحی بعنوان یک پارامتر بسیار مهم و موثر در پایداری فوم با استفاده از مواد فعال سطحی تنظیم می‌شود. مواد فعال سطحی نقش بسیار مهمی در بسیاری از کاربردهای عملی دارند و هنگامیکه به میزان ناچیز در آب استفاده می‌شوند، کشش سطحی را به میزان قابل توجهی کاهش می‌دهند، که این امر بر روی پایداری حباب‌ها تاثیر گذار است.
پژوهش حاضر به منظور تحلیل جریان فوم و بررسی برخی پارامترهای مهم دخیل در مسئله همچون کسر حجمی، سرعت و کشش سطحی خواهد بود. عمده پژوهش‌های عددی انجام شده در این زمینه تحلیل جریان بصورت تک فازی بوده است، لذا شبیه‌سازی عددی در این پژوهش اولین شبیه‌سازی در جریان فوم است که هر دو حباب و آب که نشان‌گر سیال گاز و مایع هستند در جریان و دامنه محاسباتی حضور دارند. در این پژوهش، که حالتی ساده شده از جریان فوم می‌باشد، یک مجرا درنظر گرفته می‌شود که سیال درون آن جریان دارد و همچنین حباب‌هایی را وارد سیال حاوی مواد فعال سطحی کرده و جریان فوم ایجاد می‌شود. در این پژوهش یک مجرا با ابعاد 15 در mm 60 در نظر گرفته شده است. حل عددی برای سه عدد رینولدز 50، 100 و 1000، سه کسر حجمی 48%، 41% و 28% و سه عدد وبر (27 حالت مختلف) انجام شده است و تاثیر پارامترهای فوق بر رفتار و فیزیک جریان بررسی گردیده است.
با بررسی پارامترهای مهم مسئله این نکات دریافت شد که با افزایش سرعت و کیفیت فوم و کاهش عدد وبر، فشار درون مجرا افزایش می‌یابد. همچنین بازه‌ی نوسانات پروفیل‌های سرعت در کیفیت فوم‌های پایین‌تر بیش‌تر است، اما در کیفیت فوم‌های بالاتر تعداد این نوسانات بیش‌تر خواهد بود و مشاهده شد که پدیده‌ی کوالسنس باعث یک افزایش ناگهانی در سرعت لحظه‌ای می‌شود. اما در سرعت‌های نوسانی با افزایش عدد رینولدز، عدد وبر و کیفیت فوم بازه‌ی نوسانات روند کاهشی خواهد داشت. پس از بررسی شدت نوسانات مشخص شد که کاهش عدد رینولدز و عدد وبر و افزایش کیفیت فوم به بزرگ شدن شدت نوسانات کمک می‌کند. همچنین مشاهده شد که به منظور حصول مقدار میانگین و ماکزیمم تنش برشی بیش‌تر، می‌توان عدد رینولدز و عدد وبر را زیاد کرده یا تعداد حباب‌های درون مجرا را کاهش داد.
کلمات کلیدی: فوم، جریان فوم تر، فیلم مایع بین حباب‌ها، دو فازی، روش حجم سیال، حباب، مواد فعال سطحی، کسر حجمی، کوالسنس

مکان: 

سمینار۲ دانشکده مهندسی مکانیک

تاریخ: 

سه شنبه, تیر 11, 1398 - 13:00

نوع رویداد: 

سمینار علمی

عکس: 

ارتقاء امنیت وب با وف ایرانی