The rise velocity of an air bubble in coarse porous media: Theoretical studies
Çakıllı ortamlarda bir hava kabarcığının yükselim hızı: Teorik çalışmalar
- Tez No: 153201
- Danışmanlar: PROF.DR. YAVUZ ÇORAPÇIOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Jeoloji Mühendisliği, Geological Engineering
- Anahtar Kelimeler: Hava kabarcığı, kabarcıklı akım, taneli ortamlar, ayrı hava akımı. VI, Air bubble, bubbly flow, granular media, discrete airflow. IV
- Yıl: 2004
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
oz ÇAKILLI ORTAMLARDA BİR HAVA KABARCIĞININ YÜKSELİM HIZI: TEORİK ÇALIŞMALAR Cihan, Abdullah Yüksek Lisans, Jeoloji Mühendisliği Bölümü Tez Yöneticisi: Prof. Dr. M. Yavuz ÇORAPÇIOĞLU Ocak 2004, 54 sayfa Yerinde hava enjeksiyonu çalışmalarında, enjekte edilen hava fazın enjeksiyon noktasından vadoz zona doğru olan yükselim hızı önemli bir etkendir. Literatürde, hava fazın kabarcıklı akınımda, doygun çakıllı ortamlar içerisine enjekte edilen havanın ayrı hava kabarcıkları olarak yükseldiği belirtilmiştir. Bu çalışmanın amacı, gözenekli ortamlarda bir hava kabarcığının yükselim hızım belirlemek için niceliksel bir yöntem geliştirmektir. Geliştirilen bu model gözenekli bir ortamda yükselen bir hava kabarcığı üzerine etki eden kuvvetler için makroskobik korunum eşitliğine dayanır. Elde edilen korunum eşitliği fazlar arasındaki momentum transferinden oluşan sürtünme kuvvetleri, yüzey gerilimi, kaldırma kuvveti, katma kütle ve hareket ettirici kuvvetleri içerir. Momentum transfer terimleri yüksek hızlardaki kinetik ve viskoz enerji kayıplarım hasaba katar. Analitik çözümler kararlı, yan-kararlı ve kararsız durum hava kabarcığı yükselim hızlan için elde edilmiştir. Elde edilen sonuçlara göre, çakıllı birortamda yükselen bir hava kabarcığı çok kısa bir yükselim süresi ve uzaklığından sonra dengeye ulaşır. Suya doygun çakıllı bir ortamda bir hava kabarcığının yükselim hızının 18.5 cm/s'den fazla olamayacağı belirlenmiştir. Teorik model sonuçlan literatürdeki benzer bir ortamda elde edilen deneysel verilerle karşılaştınlrmş ve uyumlu olduğu gözlenmiştir. Her bir kuvvetin etkisini belirlemek için yapılan boyut analizi eşdeğer yarıçapı 0.2-0.5 cm olan hava kabarcıkları için, kaldırma kuvvetinin büyük ölçüde sürtünme kuvveti ile dengelendiğini göstermiştir. Yüzey gerilimini belirten boyutsuz sayımn büyüklüğü, azalan kabarcık yarıçapı ile artar. Toplam hareket ettirici kuvvet oldukça küçük olduğu için, hava kabarcığının terminal hız ile yükseldiği kabul edilebilir.
Özet (Çeviri)
ABSTRACT THE RISE VELOCITY OF AN AIR BUBBLE IN COARSE POROUS MEDIA: THEORETICAL STUDIES Cihan, Abdullah M.S., Department of Geological Engineering Supervisor: Prof. Dr. M. Yavuz ÇORAPÇIOGLU January 2004, 54 pages The rise velocity of injected air phase from the injection point toward the vadose zone is a critical factor in in-situ air sparging operations. It has been reported in the literature that air injected into saturated gravel rises as discrete air bubbles in bubbly flow of air phase. The objective of this study is to develop a quantitative technique to estimate the rise velocity of an air bubble in coarse porous media. The model is based on the macroscopic balance equation for forces acting on a bubble rising in a porous medium. The governing equation incorporates inertial force, added mass force, buoyant force, surface tension and drag force that results from the momentum transfer between the phases. The momentum transfer terms take into account the viscous as well as the kinetic energy losses at high velocities. Analytical solutions are obtained for steady, quasi-steady, and accelerated bubble rise velocities. Results show that air bubbles moving up through a porous medium equilibrate after a short travel time and very iiishort distances of rise. It is determined that the terminal rise velocity of a single air bubble in an otherwise water saturated porous medium cannot exceed 18.5 cm/sec. The theoretical model results compared favorably with the experimental data reported in the literature. A dimensional analysis conducted to study the effect of individual forces indicates that the buoyant force is largely balanced by the drag force for bubbles with an equivalent radius of 0.2-0.5 cm. With increasing bubble radius, the dimensionless number representing the effect of the surface tension force decreases rapidly. Since the total inerüal force is quite small, the accelerated bubble rise velocity can be approximated by the terminal velocity.
Benzer Tezler
- Francis Türbinli Tesislerde Dönen Vorteks Çekirdeğinin geçici rejimlere etkisinin rolü
An Investigation on the influence of rotating vortex rope on transiet working conditions for Francis turbine power plants
METİN GÜLEÇ
- Investigation of air bubble motion in water through a vertical narrow rectangular channel by using image processing techniques
Dikey dar dikdörtgen bir kanalda su içinde hava kabarcığı hareketinin görüntü işleme teknikleri kullanılarak incelenmesi
SANCAK ÖZDEMİR
Doktora
İngilizce
2005
Makine MühendisliğiOrta Doğu Teknik ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
PROF. DR. ORHAN YEŞİN
- Numerical simulation of multiphase flows under electrohydrodynamics effects
Elektrohidrodinamik etkiler altında çok fazlı akımların sayısal simülasyonu
AMIN RAHMAT
Doktora
İngilizce
2017
Mekatronik MühendisliğiSabancı ÜniversitesiMekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. MEHMET YILDIZ
- A study on hydrodynamics and heat transfer in a bubble column reactor
Kabarcıklı kolon reaktöründe hidrodinamik ve ısı transferi çalışmaları
NİGAR KANTARCI
Yüksek Lisans
İngilizce
2003
Kimya MühendisliğiBoğaziçi ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. KUTLU ÜLGEN
PROF. FAHİR BORAK
- TİN kaplama parametrelerinin aşınma davranışı üzerindeki etkisi
The Effect of coating parameters on the wear behaviour of TİN
OĞUZ AKKAŞ
Yüksek Lisans
Türkçe
1998
Metalurji Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiMalzeme Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. E. SABRİ KAYALI