Resonant bubbles in a vertically vibrating liquid column

Abstract This paper reports measurements and theory concerning stationary, resonant single bubbles which have been formed in a vertically vibrating liquid column at frequencies of 40–1050 c./s. With liquids of high viscosity (ca. 10 poise) the bubbles can be made large enough to occupy the entire cross‐section of the 2 1/2 in. diameter column: intense agitation is produced in the liquid above the large bubble or slug. Theoretical equations are derived for the resonant frequency of the stationary bubbles: agreement with measured frequency is within 20% for bubbles which only partly fill the column cross‐section and within 10% for bubbles occupying the entire cross‐section. Viscous damping appears to be important in the latter case. Cet article décrit une étude théorique et expérimentale du comportement de bulles gazeuses stationnaires dans une colonne de liquide vibrant à des fréquences de 40 à 1050 cycles/seconde. Dans les liquides visqueux (c.10 poises), il est possible de former des bulles d'un diamètre suffisant pour qu'elles occupent toute la section de la colonne de 2 1/2 po. de diamètre. Dans ce cas, on observe une forte agitation du liquide situé au‐dessus de la bulle. La fréquence de résonance ainsi calculée concorde avec la fréquence mesurée en‐dedans de 10% dans le cas de bulles occupant toute la section de la colonne et en‐dedans de 20% dans le cas de bulles plus petites. L'amortissement dǔ à la viscosité semble un facteur important dans le cas de grosses bulles.