Experimentální stanovení relativní rychlosti dvojice bublin unášených v protiproudu kapaliny

Alice Štvrtňová

Master's thesis

Experimental study of bubble pair relative velocity in counter current flow of liquid

Abstract:

Diplomová práce je zaměřena na studium dvoufázového systému, konkrétně na chování dvojice stejně velkých plynných bublin v protiproudu kapaliny. Teoretická část je zaměřena na popis bezrozměrných kritérií, jež bývají využita k popisu dvoufázového systému, a dále na popis faktorů, které tento systém ovlivňují a jakým způsobem. V experimentální části je rozebrána realizace měření, která byla provedena na originální aparatuře, jejíž hlavní částí je skleněný kuželovitý kanál. V tomto kanále byl vysokorychlostní digitální kamerou zaznamenán pohyb dvojice bublin v rozličných kapalinách. Obrazovou analýzou pořízeného digitálního záznamu byly získány exaktní pozice dvojice bublin. Ze souřadnic výskytu každé bubliny byly následně počítány vybrané klíčové vlastnosti pozorovaného systému – radiální a vertikální vzdálenost dvojice bublin a jejich vzájemná relativní rychlost. Výsledkem experimentální části jsou mapy hustot pravděpodobnosti vzájemného výskytu dvojice bublin a grafy znázorňující změnu relativní rychlosti dvojice bublin v závislosti na jejich radiální a vertikální vzdálenosti.

Abstract:

The thesis is focused on the behaviour of two-phase flow, specifically on the interaction of an equally large pair of gas bubbles in liquid counter-current flow. The theoretical part is oriented on dimensionless numbers as the way to describe a two phase flow system and also the factors affecting the system. The realization of the experiments is described in the experimental part. Experiments were carried in a glass conical tube as a part of the original apparatus. The movement of bubbles in different liquid was recorded on a high speed digital camera. The following image analysis provided us with the exact position of the tracked bubbles. The key aspects (radial and vertical distance, bubble pair relative velocity) are calculated from these coordinates. The results of the experimental part are presented as the maps showing the probability density function of the relative individual position of a pair of bubbles and graphs presenting the relative velocity of a pair of bubbles reliance on bubbles relative and vertical distance.

Keywords

Dvojice bublin, relativní rychlost dvojice bublin, protiproud kapaliny, digitální vysokorychlostní kamera.

Keywords

Pair of Bubbles, Bubble Pair Relative Velocity, Counter-current Flow, High Speed Digital Camera

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 10. 8. 2016

Thesis defence

• Date of defence: 7. 9. 2016
• Supervisor: Kamil Wichterle
• Reader: Karel Michalek

VŠB - Technical University of Ostrava

Fakulta metalurgie a materiálového inženýrství

Master programme / field:
Procesní inženýrství / Chemické inženýrství