ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Обтекание деформированных капель и пузырей из "Химическая гидродинамика" Динамическое взаимодействие с потоком взвешенных в нем капель и пузырей может приводить к их деформации, а иногда и к дроблению. Это явление оказывается важным в химико-технологических процессах, поскольку приводит к изменению площади межфазной поверхности, относительной скорости движения фаз и нестационарным эффектам. Возмущающими воздействиями являются при этом вязкие или инерционные силы, а препятствующими — капиллярные силы. [c.82] Слабые деформации капель и пузырей в поступательном и сдвиговом потоках при малых числах Рейнольдса. [c.82] Всплывание эллипсоидального пузыря при больших числах Рейнольдса. Рассмотрим движение газового пузыря при больших числах Рейнольдса. При малых Уе форма пузыря близка к сферической. Значения чисел Вебера порядка единицы составляют важную для практики промежуточную область изменения Уе, когда пузырь, будучи существенно деформированным, сохраняет симметрию относительно своего миделева сечения. Для таких значений Уе форма пузыря хорошо аппроксимируется сплюснутым в направлении потока эллипсоидом вращения с полуосями а и Ь = %а, где полуось 6 ориентирована поперек потока и х 1. [c.83] Численные оценки [261] показывают, что максимальное отклонение истинной кривизны от соответствующего значения для аппроксимирующего эллипсоида не превышает 5% при Уе 1 (х 1,5) и 10% при Уе 5 1,4 (х 5% 2). [c.83] Безразмерная скорость всплытия 11- 11 согласно (2.8.6) достигает наибольшего значения, равного 0,6, при = 3,7 а , х = 119, что находится в согласии с экспериментальными данными. [c.85] При дальнейшем росте размера пузыря 3,7 вязкое сопротивление, вследствие увеличения х, растет быстрее силы Архимеда и скорость пузыря падает. При а /а 8 модель эллипсоидального пузыря становится неприменимой. [c.85] Много эмпирических соотношений для установившейся скорости движения деформированных капель и пузырей, в том числе и для более сложных, чем эллипсоидальная, форм, приведено в [219]. [c.85] Установившаяся скорость всплывания крупного пузыря может быть определена исходя из следующей модели, подтверждаемой визуальными наблюдениями. Пузырь представляет собой сферический сегмент (рис. 2.12) с углом полураствора О 0 0 , где угловая координата 9 отсчитывается от передней критической точки. Оставшуюся часть сферы занимает тороидальный кормовой вихрь, так что внешний поток обтекает полную сферу. Течение в окрестности сферической границы газового пузыря считается потенциальным [100]. [c.86] Формулы (2.8.12) — (2.8.14) вместе с зависимостью х( Уе, А) полностью определяют движение капли в газе. В [128] получено условие разрушения капли, связанное с экспоненциальным ростом амплитуды колебаний. Для дождевой капли это условие приблизительно соответствует значениям = у, We = 5, = 3,8 мм. [c.88] При сильных деформациях капли будут распадаться на более мелкие капли, т.е. разрушаться. Процесс распада капель очень сложен и определяется соотношением сил поверхностного натяжения, вязкости, инерции и некоторыми другими факторами. Для разных характерных скоростей относительного движения фаз характер дробления может быть существенно различным. В [57, 117] был проведен сравнительный анализ большого числа экспериментальных и теоретических работ по разрушению капель. Отмечается, что существует шесть основных механизмов дробления капель, которым соответствуют разные диапазоны изменения числа Вебера. [c.88] Вернуться к основной статье