Experimental Study on Bubble Deformation of Two-Phase Fluids

이상(Two-phase) 유체의 변형거동에 대한 실험적 연구

본 논문에서는 얇은 직사각형 단면 형상을 가지는 세 가지 서로 다른 유동로 안에서 움직이는 공기버블의 변형 거동에 대한 실험을 수행하였다. 압력 차이로 유체는 유동되며, 유동장을 따라서 변형하는 버블의 정상상태 모양을 관찰하였다. 벽면효과를 알아보기 위해 세 종류의 얇은 사각단면을 사용하였으며, 두 가지 종류의 작동 유체, 버블의 초기 크기, 작동 유체의 유량 등을 변화시켰을 때 이에 대한 공기 버블의 변형을 체계적으로 관찰하고 이들의 관계를 고찰하였다. 실험데이타를 정량화하여 캐필러리 수에 대한 버블의 무차원 속도비와의 관계를 상세하게 고찰하였다. 글리세린의 경우는 항상 버블 선단부의 곡률이 후단의 곡률보다 더 작게 나타났으며 실리콘 오일의 경우와 반대 경향이 관찰되었다. 두 경우 모두 캐필러리 수에 대한 속도비와 세장비 값은 1 보다 큰 값을 가졌다. 실리콘 오일의 경우는 주어진 Ca 수에 대하여 속도비가 글리세린의 경우보다 더 크게 나왔으며 버블 크기에 따른 속도비 분산도가 더 조밀하게 나타났다. 사각 단면 폭이 감소할수록 벽면 효과는 증대되었으며 같은 폭에 대해서는 버블 변형이 축소관의 경우가 가장 크게 나타났다.