چکیده: صعود حباب از موضوعات مهم و درعین‌حال جذاب در علم مکانیک سیالات است که کاربردهای صنعتی بسیاری دارد از این دسته کاربردها می‌توان به صنایع تصفیه آب، نفت (در بخش ازدیاد برداشت) کشاورزی، کاغذسازی، معادن (تفکیک ذرات و فلزات خاص) اشاره کرد. این کار یک مطالعه تجربی از رفتار صعود حباب‌های هوا در سیالات ساکن است. سیال‌های موردمطالعه، سیال نیوتنی (آب و گلیسیرین) و سیال غیر نیوتنی ویسکوالاستیک (باگر) است. در این مطالعه، با تزریق هوا با سرعت‌های مختلف به داخل سیال، حباب‌ها تولید و حرکت آن‌ها از زمان جدا شدن از سوزن تا سطح سیال با استفاده از دوربین پرسرعت ضبط شد. سپس تصاویر ضبط شده با استفاده از متدهای پردازش تصویر تحلیل شد تا ویژگی‌هایی مانند حجم، مسیر حرکت، سرعت نهایی و شکل حباب‌ها به‌دست آید. تحلیل نتایج نشان داد که ویژگی‌های حباب‌ها، مانند سرعت نهایی، حجم، شکل و مسیر حرکت، به شدت به ویژگی‌های رئسولوژیکی سیال، اندازه داخلی سوزن‌ها، سرعت تزریق هوای ورودی، و شرایط محیطی آزمایشگاه وابسته بودند. به‌عنوان مثال، افزایش سرعت تزریق هوای ورودی در سوزن جی ۱۸ از ۳۰۰ به ۹۰۰ میلی‌لیتر بر ساعت منجر به افزایش قطر معادل حباب از ۵۶/0 به ۷۰/0 سانتی متر در سیال غیر نیوتنی و قطر معادل حباب درسیال نیوتنی از ۵۵/0 به ۵۶/0 سانتی متر افزایش پیدا کرد و همچنین باعث افزایش سرعت نهایی حباب از ۱۵ به ۲۲ سانتی متر بر ثانیه در سیال غیر نیوتنی و باعث افزایش سرعت نهایی از ۲۰ به ۲۴ سانتی متر بر ثانیه در سیال نیوتنی شد. همچنین، افزایش اندازه داخلی سوزن‌ها نیز باعث افزایش حجم حباب‌ها و درنتیجه افزایش سرعت صعود آن‌ها شد. با افزایش قطر داخلی سوزن از جی ۲۱ به جی ۱۸ قطر معادل حباب از ۴۸/0 به ۷/0 و سرعت حد حباب نیز از ۲۰ به ۲۲ سانتی متر بر ثانیه در سیال غیر نیوتنی افزایش پیدا کرد. در این آزمایش به علت غلظت بالای سیال‌ها مسیر حباب‌ها تقریباً یک خط راست است. بااین‌حال انحراف مسیر حرکت حباب‌ها از خط مستقیم در سیال نیوتنی نسبت به غیر نیوتنی بیشتر است. با مقایسه نتایج به‌دست‌آمده از هر دو سیال مشاهده شد که در سیال‌های ویسکوالاستیک، حجم حباب‌ها در شرایط مشابه (با سرعت تزریق هوای ورودی و اندازه داخلی سوزن‌های یکسان) بیشتر است و سرعت صعود حباب‌ها نیز در مقایسه با سیال‌های نیوتنی بیشتر شد. به‌عنوان مثال، در سوزن جی ۲۱ در دبی ۲۰ میلی‌لیتر بر ساعت حجم حباب در سیال غیرنیوتنی ۴۰ درصد بیشتر از حجم حباب در سیال نیوتنی و سرعت صعود حباب در سیال نیوتنی ۳۷ درصد بیشتر از سرعت صعود حباب در سیال غیرنیوتنی شد. در پایان، با محاسبه ضریب درگ و رسم نمودار ضریب درگ برحسب عدد رینولدز، مشاهده شده است که در رینولدزهای کمتر از ۱۰، ضریب درگ با افزایش رینولدز کاهش می‌یابد. اما در رینولدزهای بزرگ‌تر از ۱۰، این روند آهسته‌تر و غیرمنظم است.