Effects of surfactant on the motion of large bubbles in a capillary tube
Yüzey aktif maddelerin kılcak boru içindeki büyük kabarcıkların hareketine etkileri
- Tez No: 286922
- Danışmanlar: DOÇ. DR. METİN MURADOĞLU
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Makine Mühendisliği, Mechanical Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2011
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Koç Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Makine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 66
Özet
Büyük gaz kabarcıklarının kılcal borulardaki çözünebilir ve çözünemez yüzey aktif maddelerin varlığında hareket ve şekil değişimlerini incelemek için, sonlu-farkla/arayüz-izleme metodu kullanıldı. Bu çalışmadaki en önemli konu yüzey aktif maddelerin, kabarcık ve kılcal boru arasında oluşan ince sıvı tabakası üzerindeki etkilerinin incelenmesidir. Sıkıştırılamaz akış denklemleri, arayüde ve gaz kabarcığının bulunduğu çevre ortamda yüzey aktif madde taşınım denklemleri ile bağlı şekilde çözüldü. Yüzey gerilimini yüzey aktif maddenin fonksiyonu olarak tanımlamak için, doğrusal olmayan bir hal denklemi kullanıldı. İlk olarak temiz kabarcığın yüzeyi ile kılcal boru arasında oluşan ince tabaka incelendi ve küçük capillary sayılarında yarı analitik Taylor Kanunu (Aussillous, P. and D. Quere, ?Quick deposition of a fluid on the wall of a tube?. Physics of Fluids, 12(10) 2367-2371. (2000).) ile karşılaştırıldı. Sonuçların Taylor Kanunu ile uyumlu olduğu gözlemlendi. Bu incelemeyi takiben, çözünebilir ve çözünemez yüzey aktif maddelerin çeşitli boyutsuz sayılarda ince tabaka üzerindeki etkisi incelendi. İncelemelerin sonucu olarak, hem çözünebilir hem de çözünemez yüzey aktif maddelerin ince tabakanın kalınlığını arttırdığı görüldü ki bu davranış hem Krechetnikov ve Homsy'nin (Krechetnikov, R. and G.M. Homsy, ?Experimental study of substrate roughness and surfactant effects on the Landau-Levich law?. Physics of Fluids, 17(10) 2005.) deneysel çalışmaları hem de Daripa ve Pasa'nın (Daripa, P. and G. Pasa, ?The effect of surfactant on the motion of long bubbles in horizontal capillary tubes?. Journal of Statistical Mechanics-Theory and Experiment, 2010) analitik çalışması ile uyumludur. Bu aşamadan sonra boyutsuz sayıların hem çözünebilir hem de çözünemez yüzey aktif maddeli durumlarda ki etkisi araştırıldı ve elastisite, Damkohler ve Peclet sayılarının ince sıvı tabaka kalınlığını önemli ölçüde etkilediği görüldü.
Özet (Çeviri)
The finite-difference/front-tracking method is used to study the motion and deformation of a large bubble moving through a capillary tube in the presence of both insoluble and soluble surfactant. Effects of surfactant on the liquid film thickness between the bubble and the tube wall are the main subject of this study. The numerical method is designed to solve the evolution equations of the interfacial and bulk surfactant concentrations coupled with the incompressible Navier-Stokes equations. A non-linear equation of state is used to relate interfacial surface tension to interfacial surfactant concentration. First, computations are performed to study the film thickness for the clean bubble case and results are compared with the semi-analytical Taylor?s Law (Aussillous, P. and D. Quere, ?Quick deposition of a fluid on the wall of a tube?. Physics of Fluids, 12(10) 2367-2371. (2000).). It is found that our results are in a good agreement with the Taylor?s Law. Following, the method is used to investigate the effects of insoluble and soluble surfactants on the film thickness for a wide range of governing non-dimensional numbers. It is found that both the insoluble and soluble surfactants have a thickening effect on the liquid film, which compares qualitatively well with both the experimental results of Krechetnikov and Homsy (Krechetnikov, R. and G.M. Homsy, ?Experimental study of substrate roughness and surfactant effects on the Landau-Levich law?. Physics of Fluids, 17(10) 2005.) and analytical predictions of Daripa and Pasa (Daripa, P. and G. Pasa, ?The effect of surfactant on the motion of long bubbles in horizontal capillary tubes?. Journal of Statistical Mechanics-Theory and Experiment, 2010). Further computations are performed to examine the effects of non-dimensional numbers in the insoluble and soluble surfactant cases and it is found that elasticity, Damkohler and Peclet numbers have significant influence on the film thickness.
Benzer Tezler
- Biyomagnetik olaylar
Başlık çevirisi yok
M.TOGAN ÇANDIR
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Elektrik ve Elektronik Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. İNCİ AKKAY
- Dynamics of buoyancy-driven viscous drops in constricted capillaries including effects of soluble surfactants
Kaldırma kuvveti etkisi altındaki viskoz damlacıkların çözülebilir yüzey-aktif madde etkileriyle beraber sinüzoidal kanallardaki dinamiği
UFUK OLGAÇ
Yüksek Lisans
İngilizce
2005
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. METİN MURADOĞLU
- Trakya havzası doğal gaz değerlendirilmesi
Başlık çevirisi yok
GÜLTEKİN ÇINAR
Yüksek Lisans
Türkçe
1996
Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiPROF.DR. ABDURRAHMAN SATMAN
- The effect of soluble surfactant on the transient motion of a buoyancy-driven bubble
Çözünür yüzey aktif maddelerin yoğunluk farkı ile yükselen gaz kabarcığının zamana bağlı hareketi üzerindeki etkileri
SAVAŞ TAŞOĞLU
Yüksek Lisans
İngilizce
2008
Makine MühendisliğiKoç ÜniversitesiMakine Mühendisliği Bölümü
DOÇ. DR. METİN MURADOĞLU
- Önden yüklemeli çamaşır makinası için farklı leke gruplarının temizlenmesini sağlayacak bir yıkama algoritmasının oluşturulması
Development of a washing algorithm that provide removal of different group stains for front loading washing machine
BETÜL ÖZYAY
Yüksek Lisans
Türkçe
2016
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HASAN CAN OKUTAN