| dc.description.abstract | Hensikten bak denne masteroppgaven er å studere oppbrytningen av enkeltdråper i en turbulent strømning. Oppgave tar for seg flere steg i studien av oppbryting av dråper, inkludert utførelse av eksperimenter på lab, bruk av et analyseverktøy i MATLAB i studiet av dråpeoppbrytningen, samt utførelse av en statistisk analyse av dataene. Formålet med prosjekter er å undersøke egenskaper ved oppbrytning slik som oppbrytningstid, sannsynlighet for oppbrytning, oppbrytningsfrekvens, antall døtre samt størrelsesfordeling på døtre. Disse egenskapene ble sammenliknet med eksisterende litteratur som omhandler oppbrytning av dråper.
Eksperimentene ble utført i et oppsett med en pumpe som pumper vann fra en stor tank inn i en vertikal kanal. Oljedråper ble injisert inn i den kontinuerlige vannfasen ved hjelp av en sprøyte og en pumpe. Deler av den vertikale kanal har metalstaver festet langs to av veggene, som skulle sørge for en mer turbulent strømning og dermed framprovosere oppbrytning av oljedråpene. Oppbrytning av dråper ble studert gjennom høyhastighetskamera som filmet med en hastighet på 4000 bilder i sekundet. Videoer av oppbrytning ble studert og prosessert i MATLAB. En statistisk analyse av resultatene ble utført og sammenliknet med eksisterende litteratur.
To ulike definisjoner for oppbrytning av dråper ble benyttet. Oppbrytningstiden, t_B, for mordråper med diametere på 1.10 mm, 1.49 mm og 1.88 mm ble funnet til å være henholdsvis 0.0225 ms, 0.0286 ms and 0.0485 ms ved hjelp av en definisjon som antar at enhver oppbrytning er uavhengig hendelse, 'initial breakage definition'. Oppbrytningstid for dråper med kaskadeoppbrytningsdefinisjonen var 45%, 37% og 72% lengre enn oppbrytningstiden som ble funnet med 'initial breakage' definisjonen. Oppbrytning som oppsto nære veggene i kanalen hadde en kortere oppbrytningstid, enn de som oppsto midt i kanalen. Sannsynligheten for oppbrytning, p_B, ble beregnet til å være 0.236, 0.341 og 0.345. Oppbrytningsfrekvensen, b, ble estimert ved hjelp av allerede eksisterende modeller til å være 10.5 s^(-1), 11.9 s^(-1) og 7.11 s^(-1).
Ved å benytte seg av 'initial breakage' definisjonen, ble alle de observerte oppbrytningene av mordråper tolket til å være binære. For en kaskadeoppbrytning, inkluderte estimatet for antall datterdråper en usikkerhet som følge av et for lite datasett. Datterstørrelsefordelingen hadde en stor usikkerhet som følge bildeanalysen. | |
