چکیده: سقوط ذرات جامد درون سیال به‌عنوان یکی از مسائل پرکاربرد در بسیاری از صنایع ازجمله صنعت آب و فاضلاب، زیست‌فناوری، مهندسی محیط‌زیست، مهندسی دریا و... است. در این پژوهش به مطالعه آزمایشگاهی سقوط گلوله‌های فولادی (گرم و سرد) با اقطار مختلف درون یک کانال آب ایستا پرداخته شده است. از یک مکانیزم نگه‌دارنده الکترومگنت جهت نگهداری و رهاسازی دقیق گلوله در بالای محفظه تعبیه شده استفاده شده است. بدین منظور از یک دوربین تصویربرداری پرسرعت استفاده و سرعت سقوط گلوله ها در حین سقوط تا زمان رسیدن به سرعت حدی به‌صورت تابعی از زمان توسط پردازش تصویر استخراج شده است. ضریب پسا و سایر پارامترهای وابسته نیز محاسبه و گزارش گردیده است. همچنین برای اولین بار نتایج آزمایشگاهی به دست آمده مربوط به سرعت لحظه ای و حدی با نتایج آزمایشگاهی سایر پژوهشگران و حل عددی معادلات حاکم مقایسه و صحت سنجی شده است. تأثیر دیواره نیز با رهاسازی گلوله در نزدیکی دیواره مورد مطالعه قرار گرفته است. همچنین جهت بررسی اثر دما بر رفتار گلوله از یک هیتر الکتریکی برای داغ گردن گلوله تا دمای 300 درجه سانتی‌گراد استفاده و پس از رسیدن به دمای مورد نظر رهاسازی می‌گردد. نتایج سناریو های مختلف با یکدیگر مقایسه و تحلیل شده است. همچنین تأثیر سقوط هم‌زمان دو گلوله در کنار یکدیگر و فاصله اولیه بین آن‌ها در حالت سرد و گرم مورد مطالعه قرار گرفته است. حداکثر اختلاف گزارش شده بین نتایج به دست آمده آزمایشگاهی و حل عددی برای سرعت لحظه‌ای و حدی گلوله سرد به ترتیب 12(برای گلوله با قطر 20 میلی-متر) و 5/4 درصد (برای گلوله با قطر 12 میلی متر) می‌باشد. بر اساس نتایج به دست آمده، نتایج آزمایشگاهی مربوط به ضریب پسا تطابق بسیاری با رابطه ضریب پسا پیشنهادی پژوهش های پیشین دارد. با افزایش دما سرعت گلوله تا حداکثر 40 درصد گلوله سرد برای قطر 12 میلی متر افزایش یافته و با افزایش دما گلوله از مسیر اصلی خود در راستای افق منحرف می شود، با افزایش دما محل سقوط و میزان انحراف تغییر می‌کند. سقوط گلوله در نزدیکی دیواره نیز می‌تواند منجر به تغییر مسیر گلوله شود، این تغییر مسیر برای گلوله با دمای محیط کمتر از نصف قطر گلوله است اما با افزایش دما میزان تغییرات در جهت افق قابل توجه می‌شود. تغییرات به وجود آمده در مسیر حرکت می‌تواند ناشی از تشکیل فیلم بخار در اطراف گلوله و پدیده لیدن فروست باشد. نتایج به دست آمده در خصوص سقوط دو گلوله در کنار هم نیز نشان‌دهنده تأثیر فاصله اولیه دو گلوله بر رفتار حرکتی گلوله طی مسیر است، در فواصل کم، دو گلوله شروع به فاصله گرفتن از هم می‌کنند و شدت این مسئله در حالت بدون فاصله بیشترین است. درنهایت سقوط گلوله در فاصله 4 برابر قطر گلوله کمترین میزان انحراف از مسیر اصلی را خواهد داشت.