针对每个气泡或液滴上升速度的视频,提取气泡/液滴进入和离开摄像视窗时的图像快照。在图像编辑软件中测量气泡/液滴的(水平)直径(Dpx)。通过初始与最终图像快照之间气泡/液滴前端位置的变化量除以经过的视频时间,计算其平均上升速度(Upx)。将这些像素值转换为物理值:即 D = sDpx 和 U = sUpx。
计算气泡和液滴的雷诺数()和阻力系数(方程 2)。绘制这些数值,并与方程 3 的理论结果进行比较。室温(22°C)下流体的物性参数为:
• 甘油:ρf = 1300 kg m-3,µf = 3.7 kg m-1 s-1
• 空气:ρb = 1.19 kg m-3
• 大豆油:ρb = 920 kg m-3
图 2:(a)实验装置示意图与(b)实物照片。
来源:Alexander S Rattner 和 Sanjay Adhikari;宾夕法尼亚州立大学机械与核能工程系,宾夕法尼亚州大学城