بررسی پارامترهای موثر در آوادرخش تک حبابی با استفاده از مدل هیدروشیمیایی

آوادرخش تک حبابی گسیل نور به وسیله یک تک حباب گازی شناور در یک سیال است که به وسیله میدان فراصوتی به نوسان واداشته شده است. در این پایان نامه وابستگی پارامتری پدیده آوادرخش تک حبابی با استفاده از یک مدل هیدروشیمیایی محاسبه و گزارش شده است. در این مدل اثر واکنش های شیمیایی که درون حباب اتفاق می افتد و نفوذ بخار آب و اتم های دیگر به داخل و خارج حباب در نظر گرفته می شود. در آغاز با استفاده از معادله رایلی- پلست، معادله حالت گاز و مدل هیدروشیمیایی ، دینامیک حباب شبیه سازی و به صورت عددی محاسبه شد. در ابتدا تاثیر دمای سیال محیطی بر آوادرخش تک حبابی بررسی شد. برای این منظور آوادرخش تک حبابی از حباب آرگون در آب در دماهای oc 33، 20 و 5/2 مقایسه شدند. با کاهش دمای سیال، بیشینه شعاع حباب کاهش پیدا می کند و متعاقب آن دمای گاز درون حباب افزایش می یابد که دلایل آن مورد تحلیل قرار گرفته است. افزایش دمای درون حباب نیز باعث افزایش شدت نور حاصل از sbsl می شود. نتایج با بعضی نتایج آزمایشگاهی موجود و محاسبات دیگران نیز مقایسه شده است. در ادامه شدتهای جزیی حاصل از sbsl که در سه کانال مختلف – بازترکیب تابشی الکترون ها و یون ها، تابش ترمزی الکترون- یون و تابش ترمزی الکترون- اتم- محاسبه شده اند، با یکدیگر مقایسه و معلوم شد که شدت غالب شدت حاصل از بازترکیب تابشی است. تاثیر فشار هیدروستاتیکی بر روی sbsl نیز نشان داد که با کاهش فشار هیدروستاتیکی ناپایداری حباب و شدت نور حاصل از آن کمتر شده و حباب هایی که در p0 بالاتری قرار می گیرند، درخشان تر هستند. نمودارهای به دست آمده باید در شرایط تعادل پخشی محاسبه شوند. به این منظور برای یک دامنه فشار تحریکی خاص، شعاع اولیه معینی برای حباب پایدار وجود دارد که رابطه آنها در نمودارهایی معروف به نمودار فاز رسم شده اند. نتایج با نتایج تجربی موجود نیز مقایسه شدند. در پایان مقایسه ای بین sbsl آرگون در آب و sbsl آرگون در مخلوط آب و اسید سولفوریک wt85% صورت گرفته است و مشخص شد که حباب درون اسید درخشان تر از حباب موجود در آب است. همچنین بیشینه شعاع بهنجار شده حباب آب بیشتر از اسید سولفوریک است و زمان رسیدن به بیشینه شعاع و زمان فروریزش در اسید نسبت به آب با تاخیر اتفاق می افتد که در مورد دلایل آن بحث شده است.