دراسة عددية للخصائص الهندسية وسلوك التمازج والانفصال أثناء ارتفاع فقاعات متعددة متوازية

تُعتبر خصائص الفقاعات المتعددة في تدفق الغاز–السوائل ذو الطورين قضية حاسمة ولكنها غير محلولة في كل من العلم والصناعة. باستخدام تقنية محاكاة عددية لحجم السائل (VOF) والتصوير عالي السرعة لتدفق الفقاعات، تم دراسة سلوك التمازج والانفصال بين الفقاعات المتعددة بالتفصيل لثلاث، أربع، وخمس فقاعات مع أقطار فقاعات ابتدائية مختلفة (4، 6، 8، و10 مم) وأبعاد فقاعات ابتدائية مختلفة (0.8–16 مم) على التوالي. مع زيادة قطر الفقاعة الابتدائي، انخفض اتجاه تشوه الفقاعات الفرعية بعد تمازج ثلاث فقاعات، وازداد زمن الاحتباس للفقاعات الكبيرة وحجم فقاعات الانفصال بعد تمازج أربع فقاعات، وانخفض اتجاه التمازج الثانوي بين الفقاعات الفرعية في خمس فقاعات. مع زيادة المسافة الابتدائية بين الفقاعات، ضعفت تفاعل حقل التدفق المحيط وتأثير ذيل الفقاعة، مما قلل من اتجاه تمازج الفقاعات. يمكن أن يكون للاختلافات في عدد الفقاعات تأثير ملحوظ على الطريقة التي يتصرف بها التمازج بين الفقاعات. تعوض هذه الدراسة فجوة عدد الفقاعات الصغيرة في مجال تمازج الفقاعات المتعددة، وتضع أساسًا للتنبؤ في تصميم معدات الغاز–السائل، وتعمق الفهم لآلية تمازج الفقاعات وتفاعلها.