Капиллярные волны

Рис. 7.2. Двухмерные стоячие капиллярные волны на поверхности жидкости

У а/ р — капиллярная постоянная (при нулевой плотности газовой фазы), то имеем чисто капиллярные волны, для которых [c.93]

Двухмерные стоячие волны создавались на поверхности жидкости вертикальными колебаниями квадратной рамки при условии кратности ширины рамки ё половине длины капиллярной волны А./2. На поверхности жидкости, заключенной во внутреннем пространстве, образовывались двумерные стоячие волны (рис. 7.2). Длину поверхностно-капиллярной волны рассчитывали по формуле [c.148]

Метод капиллярных волн. [c.7]

Динамические методы капиллярных волн и колеблющейся струи мало пригодны для исследования растворов в равновесных условиях и сложны в экспериментальном исполнении. Поэтому их применяют лишь в особых случаях, например, при исследовании кинетики формирования поверхностных слоев чистых жидкостей в течение -весьма малых промежутков времени. В обычной же практике применяют статические методы, в отношении которых следует сделать некоторые общие замечания, необходимые для получения правильных результатов. [c.12]

Введение эквивалентного механического сопротивления 2 есть подмена системы с распределенными параметрами (поверхности) системой с сосредоточенными параметрами (таким же, по сути, вибратором), обеспечивающей дополнительное затухание колебаний. Затем при рассмотрении волнового движения использованная система с сосредоточенными параметрами (тело Фойгта), в свою очередь, заменялась системой с распределенными параметрами другого типа — сплошной неограниченной вязкоупругой средой, а капиллярные волны — поперечными волнами сдвига. При этом появляющийся в рассуждениях модуль М% есть модуль сдвига гипотетической сплошной среды, в которой комплексное волновое число сдвиговых волн такое же, как было бы у поперечных капиллярных волн на рассматриваемой поверхности раздела фаз, если бы она оказалась неограниченной. Далее находилось выражение для механического сопротивления этой сплошной среды в случае А, по известным формулам, связывающим волновое число упругих волн и модуль сдвига для неограниченного волнового поля с механическим сопротивлением. Затем, возвращаясь на исходные позиции, в полученное уравнение на место Г подставлялись выражения для Г и Г" капиллярных волн, связанные с величиной межфазного натяжения. [c.18]

Динамические методы основаны на том, что некоторые виды механических воздействий на жидкость сопровождаются периодическими растяжениями и сжатиями ее поверхности, на которые влияет поверхностное натяжение. Этими методами определяется неравновесное значение а. К динамическим методам относятся методы капиллярных волн и колеблющейся струи. [c.21]

При измерениях динамическими методами равновесное состояние границы раздела фаз не может быть достигнуто. К этой категории относятся методы вибрирующей струи и капиллярных волн. [c.34]

Это соотношение между скоростью распространения капиллярных волн и коэффициентом поверхностного натяжения часто используют для экспериментального определения Е. Неучет вязкости жидкости приводит к тому, что амплитуды плоских поверхностных волн не изменяются. Учет вязкости и изменения коэффициента поверхностного натяжения приводит к затуханию поверхностных волн. В следующем разделе будет обсуждаться вопрос о гашении волн поверхностно-активными веществами. [c.447]

Для капиллярных волн конечной амплитуды получено полное решение гидродинамической задачи в элементарных функциях [41]. Скорость распространения таких волн [c.94]

Длину X капиллярных волн на пов-сти жидкости ст = Х. р/2ят — д1 р/4я , где р-плотность жидкости, с-период колебаний, -ускорение своб. падения. [c.590]

Для воды 1,7 10 2 м и С ,1 = 0,23 м/с. Для капиллярных волн из (17.60) следует [c.447]

S/pfl , в то время как в плоском случае для капиллярных волн на глубокой жидкости согласно (17.60) имели со - Е/рА . Эти возмущения можно также получить из (17.73). Действительно, рассмотрим случай a = ak 1 или а Х, т. е. рассмотрим возмущения с длиной волны, малой по сравнению с радиусом струи. Тогда из свойств функции Бесселя следует, что 1 Поло- [c.450]

Рассмотрим теперь другой пример влияния ПАВ на поверхностное натяжение — гашение волн на поверхности воды с помощью разлитого слоя масла. В разделе 17.4 были рассмотрены капиллярные волны на чистой поверхности воды без учета вязкости жидкости. В случае присутствия слоя масла необходимо учитывать вязкость. Кроме того, наличие ПАВ изменяет поверхностное натяжение межфазной поверхности, приводя к появлению поверхностного градиента Е. [c.460]

Рассмотрим сначала влияние вязкости жидкости на затухание плоских капиллярных волн на глубокой воде. Будем считать жидкость маловязкой, поэтому вязкие эффекты проявляются только в тонком пограничном слое возле межфазной поверхности. Следовательно, вне пограничного слоя движение жидкости потенциальное, причем потенциал описывается уравнением Лапласа, а возле поверхности движение жидкости описывается уравнениями пограничного слоя с условием равенства нулю касательного вязкого напряжения на свободной межфазной поверхности. Решение этой задачи можно найти в [2]. Основное отличие от случая невязкой жидкости состоит в том, что в выражении для возмущений вертикального перемещения поверхности появляется коэффициент вида ехр (-[3, О, где [c.460]

Для проявления динамической поверхностной упругости наличие барьера необязательно разность поверхностных натяжений соседних участков, т. е. градиент натяжения, может быть получен и другими способами, например распространяющимися по поверхности волнами. Это могут быть видимые поперечные волны рельефа поверхности (капиллярные волны), а также продольные невидимые волны сгущения и разрежения адсорбционных слоев. В любом случае под действием разности натяжений площадь участков с повышенным [c.586]

Метод капиллярных волн основан на зависимости скорости и распространения волн по поверхности жидкости от ее натяжения [c.593]

Метод капиллярных волн является динамическим, т. е. производимые им результаты должны зависеть от соотношения между частотой возмущений поверхности и временем установления равновесного состава поверхности (см. подраздел 3.4.5). Однако опыт показывает [2], что измеренное натяжение оказывается близким к его статической величине. [c.594]

При течении пленок по вертикальной поверхности образуются так называемые капиллярные волны [51]. Они представляют собой возмущения поверхности пленки, распространяющиеся вниз по потоку. Силой, которая инициирует эти возмущения, является сила инерции движущейся жидкости, а в качестве восстанавливающей силы (возвращающей поверхность к ее равновесному плоскому состоянию) выступает сила поверхностного натяжения, действующая вдоль поверх- [c.291]

Методы определения поверхностного натяжения жидкостей обычно делят на статические и динамические [1, 6, 7, 15—17, 109]. Измерение поверхностного натяжения статическими методами проводят при неподвижных или медленно образующихся поверхностях раздела, а динамическими — при движущихся и непрерывно обновляющихся поверхностях. К группе статических методов относят метод неподвижной капли и метод капиллярного поднятия. К этой же группе можно отнести метод измерения наибольшего давления в пузырьках (каплях), метод отрыва кольца, метод Вильгельми и метод взвешивания (счета) капель. К динамическим относят следующие методы капиллярных волн, колеблющихся струй, вращающейся капли. [c.73]

Когда слой жидкости, захваченный движущейся подложкой, например тонкой нитью, не превращается достаточно быстро в твердую пленку, можно наблюдать распад цилиндрического слоя на серию больших и маленьких капель [106, 107]. Этому распаду, происходящему под действием капиллярных сил, предшествует возникновение капиллярных волн, образующих пучности и перешейки. Так как кривизна поверхности в перешейках больше, чем в пучностях, возникает капиллярное давление, перегоняющее жидкость из перешейка в пучность, в результате чего и образуется капля. Были рассмотрены [106] условия спонтанного деления слоя жидкости на капли в случае, когда подложками служили стеклянные нити диаметром 0,032 м и медная проволока диаметром 0,11 и 0,20 мм. [c.119]

Установлено, что наиболее вероятные значения амплитуды и длины волн с увеличением расстояния от оросителя возрастают, регулярность волн постепенно исчезает, появляются одиночные крупные волны. Особенно быстро все параметры волн изменяются при Не >200 ( А е>1), что, согласно теории, соответствует переходу от режима длинных гравитационных волн к режиму более коротких капиллярных волн. Длина таких волн, на основании приближенного теоретического анализа 121, не должна превышать величины, определяемой зависимостью [c.49]

В результате волнообразования поверхность раздела фаз должна возрастать. В. Г. Левич на основании теории капиллярных волн показал [23], что увеличение свободной поверхности пленки А5 определяется формулой [c.52]

Маринеско (1946) впервые предположил, что эмульгирование под действием ультразвука возникает вследствие нестабильности капиллярных волн. Туман можно рассматривать в гпдродпнампческой модели как своеобразную эмульсию , в которой плотность дисперсной среды очень мала. Тогда к туману применимы общие положения [c.50]

Для ламинарно-волнового течения, в свою очередь, различают два режима. При сравнительно малых расходах жидкости, когда значение Керл превышает 12, но не выше 100— 200, под действием силы тяжести преимущественно образуются сравнительно длинные гравитационные волны. Длина их уменьшается с возрастанием скорости стекания пленки. Вслед за этим первым ламинарно-волновым режимом (при больших значениях Ке л) наступает второй ламинарно-волновой режим. Для него характерно появление на поверхности пленки коротких капиллярных волн, или ряби , возникающей под действием сил поверхностного натяжения (капиллярных сил). С дальнейшим увеличением расхода жидкости и Кепл > —1600 (критическое значение Кепл. по данным различных исследователей, составляет от 1000 до 2500) волнообразование на поверхности приобретает все более хаотический характер, причем по толщине пленки все сильнее развивается поперечное перемешивание, типичное для турбулентного режима. Переход от второго ламинарно-волнового режима к турбулентному режиму течения тонких пленок менее резок, чем при движении жидкости в трубах. Что касается чисто ламинарного (безволнового) течения пленок, то оно может быть достигнуто при значениях Reпл, характерных для ламинарно-волнового режима, лишь путем добавления к жидкости поверхностно-активных веществ. [c.115]

Положение несколько изменяется, если в аналогичных условиях вести растяжение или экструзию смеси полимеров. Поскольку теперь цепи разной природы не связаны друг с другом в единую макромолекулу, тенденция к разделению макроскопических фаз сказывается сильнее, и вклад градиента скорости начинает играть большую роль. При сравнительно небольших в бинарном расплаве можно получить замороженную струю одного из компонентов, в которой как бы зафиксированы внутренние напряжения, порождающие капиллярные волны соответственно фиксируется и волнистая форма замороженной струи. Если убрать второй компонент (с помощью подходящего растворителя), -компеисация этих накопленных внутренних напряжений за счет параметра хав устраняется и происходит еще одна ориентационная катастрофа капельный распад затвердевшей струи. [c.224]

Поверхностное натяжение жидкостей легко определяют прямым экспериментальным путем. Описанные в литературе многочисленные методы измерения поверхностного натяжения на жидких (подвижных) поверхностях раздела подразделяют на три основные группы 1) статические (методы капиллярного по,анятия и лежачей или висячей капли) 2) полустатические [методы максимального давления пузырька (капли), отрыва кольца, отрыва пластинки, взвешивания или счета капель] 3) динамические (методы капиллярных волн, колеблющихся струй). [c.310]

Бородин В. А., Дитякин Ю. Ф. Неустойчивые капиллярные волны на поверхности раздела двух вязких жидкостей. Прикладная математика и механика, т. XXIII, вып. 3, 1949. [c.274]

Минимальное значение скорости достигается при длине волны В области капиллярных во.пн формула (1.157) переходит в (1.154а) для скорости капиллярных волн на поверхности бассейна неограниченной глубины. Для больших длин волн (гравитационные волны) скорость волны [c.94]

В 19 в. установлены осн. количеств, закономерности П. я. закон капиллярного давления (П. Лаплас, 1806), постоянство краевого угла смачивания (Т. Юнг, 1804), зависимость давления насыщ. пара жидкости от кривизны пов-сти (У. Томсон, 1870) первые термодинамич. соотношения-ур-ние изотермы адсорбции Гиббса (1878), зависимость поверхностного натяжения от электрич. потенциала (Г. Липман, 1875), сформулирован принцип минимума площади пов-сти жидкости (Ж. Плато, 1843). Среди важнейших П. я.-наличие капиллярных волн на пов-сти жидкости (У. Рэлей, 1890), двухмерное состояние и независимость действия адсорбц. слоев на пов-сти раздела фаз (И. Ленгмюр, 1917), адсорбц. понижение прочности (П. А. Ребиндер, 1923), расклинивающее давление в тонких жидких пленках (Б.В. Дерягин, 1935). [c.591]

Таким образом, капиллярная длина является характерным линейным масштабом, разделяющим капиллярные (Х А ) и гравитационные (X А ) волны. Например, для воды (Е = 73 мН/м, р = 1000 кг/м ) имеем 2тсАу, = 1,7 10 м. Следовательно, для капиллярных волн X 10 м (малая длина волны, боль-пгая частота), а для гравитационных волн >L 10 м (длинные волны). [c.445]

В связи с необходимостью изучения как объемных, так и но верхностпых свойств жидкостей волновые и вибрационные методы исследования поверхностей раздела подвижных фаз получают все большее распространение [1—3, 7]. При этом используются разнообразные методы возбуждения и регистрации колебаний, в том числе и по изменению механического и. электрического импеданса вибратора [2, 3]. В то же время физика взаимодействия поверхностной волны и пробного тела-зонда (механизм переноса энергии) еще недостаточно изучена. В предлагаемой работе рассматривается выходное напряжение резонансного вибрационного датчика вязкости, зонд которого касается поверхности раздела фаз маловязких жидкостей. Взаимодействие капиллярных волн с источником аналогично таковому для плоских волн сдвига в вязкоупругой среде и является причиной избыточного затухания. [c.14]

Воспользовавшись уравнением Кельвина для чисто капиллярных волн Г = ) / р / ст / II известным выражением для пространственного затухания [0] Г = 8яг)ст (о, получим действительную часть механического сопротивления поверхности в рассмотренных первом и третьем случаях. Наиболее сильная связь выходного напряжения датчика с межфазпым натяжением наблюдается в третьем случае (а / ), наиболее слабая — в первом (аУ ) [c.17]

Носков Б. А., Кочурова Н. И. Капиллярные волны на межфазной границе растворов поверхностно-активных веществ И Вопросы термодинамики гетерогенных систем и теории поверхностных явлений.— Л. Изд-во ЛГУ, 1985,- Вып. 7.- С. 178-212. [c.19]

Механизм разрыва стационарной жидкой струи вязкой жидкости заключается в том, что по какой-либо внешней причине возникает осесимметричная капиллярная волна, распространяющаяся вдоль оси струи. По мере удаления от отверстия амплидута ее возрастает, и, когда величина амплитуды достигает значения радиуса струи, происходит обрыв последней. [c.243]

Некоторые авторы различают в волновом ламинарном режиме существование еще нескольких характерных состояний развития волнообразования [35, 109]. Например, Г. Д. Фулфорд подразделяет волновой ламинарный режим при 40 Re < 180 на гравитационный и капиллярный. Возникновение гравитационных волн наблюдается при значениях Fr = 1 и 180 Re 1000, капиллярные волны начинают преобладать при We l [117]. Указывается [c.111]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология