Hydrodynamic investigation of single bubbles

The presented work shows the results of fundamental fluid dynamical investigations of the rise of single bubbles in a rectangular channel with a channel depth in the range of the equivalent bubble diameter. A fully automatized experimental rig was built so that for each parameter combination, (parameters: channel depth, the bubble size and the liquid velocity) at least 1000 single bubble rises were realized. The Electrodiffusion Method (EDM) was used to measure the shear stress on the wall. The maximum shear stress and the range of shear stress fluctuations are analyzed. Additionally fundamental investigations of the bubble behavior were performed with Particle Image Velocimetry (PIV). A comparison to CFD results from literature is done.

---

Artykuł niniejszy prezentuje wyniki podstawowych badań nad dynamiką płynów przy wzroście pojedynczych pęcherzyków w kanale prostokątnym z głębokością kanału w zakresie równoważnej średnicy pęcherzyka. W pełni zautomatyzowany sprzęt doświadczalny zbudowano w taki sposób, by dla każdej kombinacji parametrów (parametry: głębokość kanału, wielkość pęcherzyka i prędkość cieczy) powstało co najmniej tysiąc pojedynczych pęcherzyków. Do pomiaru naprężenia stycznego na ściance zastosowano metodę elektrodyfuzyjna (EDM). Przeanalizowano maksymalne naprężenie styczne i zakres jego wahań. Dodatkowo przeprowadzono podstawowe badania nad zachowaniem pęcherzyków z pomiarem prędkości obrazu cząsteczki (PIV). Porównano też znane z literatury wyniki CFD.