Капиллярный распад струи

Рис. 6.5. Схема капиллярного распада сужающейся струи жидкости

Рис. 2.6. Схема численного решения квазиодномерных уравнений, онисьшающих капиллярный распад струи аиб- первое и второе приближение к точному решению в

Разработаны математические модели, алгоритмы и программы для численного моделирования и исследования вынужденного капиллярного распада струй [71,751. Математическую модель в обобщенном виде можно записать как систему уравнений [c.26]

Распад струи жидкости начинается при КСд > 5. Так, неустойчивое истечение вискозы из капиллярных отверстий фильеры диаметром 0,07-0,08 мм наблюдается при ло 30 Па с и линейной скорости истечения более 1 м с . [c.183]

Одной из важных проблем капиллярной гидродинамики, привлекавших внимание таких крупнейших исследователей, как Релей [10 и Бор [111, является проблема разбиения на капли струи жидкости вытекающей из сопла или насадки. В связи с изучением процессов вспрыска горючего в двигателях внутреннего сгорания, эмульгирования и ряда других интерес к проблеме не снизился до нашего времени. Напротив, наряду с изучением распада струи, вызванного действием капиллярных сил, которым занимались Релей и Бор, приобрела интерес проблема распада струй под влиянием динамического воздействия воздуха, в котором происходит движение струи. Мы начнем рассмотрение процесса распада струи со случая малых скоростей вылета из сопла. [c.626]

Как известно, при истечении жидкости из отверстий форсунок на поверхности струи или пленки возникают волны, распространяющиеся вдоль струи. Это волны капиллярного происхождения, они возникают в результате колебательного процесса, который существенно сказывается на распаде струи, пленки или капли на множество мелких капель. Распад вызывается волнами, которые имеют наиболее быстро нарастающую по времени амплитуду. Задача теории состоит в установлении влияния основных критериев процесса распада на размеры капель и скорость распада. [c.131]

При малых скоростях движения струи по отношению к газу распад струи происходит под действием капиллярных сил. Поверхностная энергия цилиндрической струи жидкости не является минимальной. [c.626]

Процесс распада струи происходил исключительно под влиянием капиллярных сил и сопровождался уменьшением поверхностной энергии системы. При достаточно больших скоростях — понятие большой скорости будет уточнено в дальнейшем — картина дробления струи на капли резко изменяется. Распад струи на сравнительно немногочисленные крупные капли сменяется распылом ее на конгломерат мелких капель. Изменение визуальной картины процесса дробления [c.638]

В гл. 1 было показано, что при истечении жидкости из отверстий форсунок на поверхности струи или пленки возникают волны, распространяющиеся вдоль струи. ЭЛ волны капиллярной природы, они образуются в результате колебательного процесса, в котором роль восстанавливающих сил играют капиллярные силы. Такие же волны образуются на поверхности отдельных капель жидкости, движущихся в газовой среде. Капиллярные волны играют существенную роль в процессе распада струи, пленки или капли на множество мелких капель. [c.139]

Проблема распада струй, пленок и капель является одной из важных проблем капиллярной гидродинамики, которая привлекала внимание многих крупных ученых, таких как Релей, Нильс Бор и др. [c.139]

С увеличением критерия " У2 длины волн уменьшаются и становятся малыми по сравнению с радиусом струи. В этом случае распад струи связан с отрывом капель с поверхности без предварительного нарушения целостности струи (абляционный распад). Диаметр струи здесь перестает влиять на распад и характерным размером является капиллярная длина = а/р У - [c.168]

Если основной причиной возникновения волн служит поверхностное натяжение, то такие волны называются капиллярными. В случае гравитационных сил говорят о гравитационных волнах. Примером может служить истечение струи жидкости из насадка в воздух. На некотором расстоянии от насадка поверхность жидкой струи покрывается волнами, а затем струя распадается на капли (дробится). Другим примером являются волны на поверхности жидкости. [c.444]

Как уже отмечалось, капиллярно-волновая гипотеза может быть использована для теоретического анализа влияния пульсаций газовой среды на потерю устойчивости и распад жидкой пленки. В частности, была рассмотрена задача о распаде цилиндрической жидкой струи под влиянием пульсаций скорости и плотности среды. [c.146]

Определено время распада тонких струй растворов ПАВ и размер образующихся капель. Показано, что при некоторых значениях параметров.такие струи могут быть метастабильными. Исследована дисперсия плоских капиллярных волн в однородных по толщин нитях и пленках в модели полного захвата при симметричных возмущениях малой [c.273]

Среди характеристик распада можно указать спектральный состав капиллярной волны, форму струи, капли, сателлитов, их параметры [c.12]

При малых скоростях струи жидкости распадаются под воздействием капиллярных сил, поскольку поверхностная энергия цилиндрической струи не является минимальной и при распаде на капли уменьшается. При больших скоростях жидкость распыляется благодаря динамическому воздействию пара. Этот процесс в некоторой степени аналогичен поведению жидкости в форсунках. Диаметр капли обусловлен критерием [c.432]

Важнейшим условием протекания процесса Ф. является стабильность образования струй, к-рая зависит от чистоты расплава или р-ра и их вяжоэластич. св-в при малых вязкостях возможен капиллярный распад струй под влиянием поверхностных сил, при очень большой вязкости возможно нарушение сплошности истечения с появлением разрывов струи. Эти нарушения существенно усугубляются под влиянием примесей и гелеобразных частиц, к-рые кроме того уменьшают прочность волокна. [c.118]

Имеется много раз.ничных видов дробления струи. Рассмотрим те, которые приводят к распаду струи на сферические капли под действием капиллярных сил. Скорость истеченрш струи в воздух будем предполагать малой. Если скорость истечения струи большая, то на устойчивость поверхности струи влияет динамика внешней среды, в частности силы вязкого трения и изменение давле- [c.447]

По соображениям повышения пропускной способности аппаратов, в большинстве практических ситуаций образование капель цроисхо-дит при распаде струй, истекающих из форсунок или отверстий. В этом случав в результате рэлеевской неустойчивости, т.е. за счет капиллярного волнообразования, массоперенос внутрь струи вызывает образование капель меньших, размеров, чем массоперенос из струи, при тех же самы,х значениях числа Рейнольдса, соответствующих заданному размеру выходного отверстия. Установлено также, что без учета коалесценции площадь меяфазной поверхности, образованной при распаде струи, на 25% больше при массопереносе внутрь струи, чем при переносе из нее при прочих идентичных условиях течения. Учет обоих аффектов — струйной дисперсии и распада — приводит к значительно большей разнице в площадях межфазной поверхности при переносе внзгтрь дисперсной фазы и при переносе в противоположном направлении. [c.205]

Таким образом, распад струй и пленок жидкости связан с неустойчивостью их движения, с возникновением и развитием капиллярных волн (с нарастающей по времени амплитудой), которыб-распространяются по поверхности вдоль струи. [c.27]

Выведено уравнение, описывающее поведение тонких вязких струй раствЬров ПАВ при симметричных возмущениях малой амплитуды. Определено влияние ПАВ на время распада струи и размер-образующихся капель. Показано, что при некоторых значениях параметров и, в частности, при достаточно большой поверхностной упругости раствора капиллярная струя может быть устойчивой. Показано, что граница устойчивости соответствует возникновению линейной упругости элементов жидкого цилиндра. Исследовано распространение упругих волн вдоль струи. Библиогр. - 6 назв. [c.262]

Распад вызывается волнами, которые имеют наиболее быстро нарастающую по времени амилитуду таким образом, распад струй, пленок и капель жидкости тесно связан с неустойчивостью их движения, с возникновением и развитием капиллярных волн, распространяющихся по поверхности. [c.139]

Если первоначально рассматривались случаи распада струи, вызванного действием только капиллярных сил при малых скоростях истечения, то в настоящее время особую ценность представляет изучение интенсивного распада с учетом влияния динамического воздействия газовой среды, в которой происходит движение струи с высокой начальной скоростью. При таком распаде струи, называемом распылом, суммарная поверхность капель жидкости существенно больше первоначальной поверхности нераспавшейся струи. При распылении 1 м3 жидкости в зависимости от диаметра капель dK образуется поверхность FK. [c.29]

Из этого коллектива особо следует отметить работы докт. техн. наук, профессора В. В. Блаженкова и его учеников по комплексному исследованию вынужденного капиллярного распада жидких струй для его [c.5]

Установка криомонодисперсной технологии работает в режиме мо-нодисперсного распада струй жидкостей (вынужденный капиллярный распад) растворов урановых солей. Диаметры фильер для истечения струй варьировались от 120 до 280 мкм, скорость истечения — от 3,5 до 8,6 м/с. Частота возбуждения в генераторе капель раствора [2] менялась в пределах от 5,2 до 17 кГц. Размеры получаемых капель раствора находились в пределах от 245 до 570 мкм. После получения потока монодис-персных капель, последние поступали в специальную криогенную трубу для предварительного охлаждения, в которой автоматически менялись параметры охлаждения (температура и давление). После прохождения пролетной трубы замороженные с поверхности микросферы попадали в контейнер с жидким азотом, в котором окончательно замораживались. После замораживания микрогранулы поступали в систему вакуумной сублимационной сушки, где в автоматическом режиме из них удалялся растворитель и они высушивались. Для оптимизации процессов охлаждения, замораживания и вакуумной сублимационной сушки использовалась компьютерная профамма, разработанная авторами. [c.71]

Вытекающая из сопла форсунки струя имеет близкую к полому конусу пленочную форму лишь на начальном участке траектории. На распад этой постепенно утоньшающейся пленки влияют такие факторы, как скорость истечения, капиллярные волны и интенсивность разрывов пленки в тонкой нижней части под действием сил поверхностного натяжения, воздействие окружающей среды и др. Фотографирование пленки многими исследователями показывает нестабильность пленки и уменьшение ее протяженности с ростом давления, причем при повышенной скорости истечения распад струи происходит непосредственно в плоскости устья форсунки. Экспериментальное определение протяженности пленочной части струй центробежных форсунок было проведено в работе [134] при испытаниях низконапорных центробежных форсунок с высокой пропускной способностью. Зависимость длины пленки I от диаметра отверстия форсунки о определялась как [c.180]

Причиной распада струй плава, ламинарно истекающих из разбрызгивающих устройств в свободный объем, является действие капиллярных сил и случайных возмущений (сотрясения, взаимодействие с воздухом и др.), которые приводят к возникновению быстроувеличивающнхся перетяжек в местах первичных возмущений, придающих струе осесимметричный вид (рис. 1У-18, а) [225]. Расстояние между двумя соседними максимумами возмущений, при котором происходит наиболее быстрый распад струи на капли, носит название длины волны максимальной неустойчивости ( ах) [226, 227]. Величина ах зависит от размеров отверстия истечения, а также от физикохимических свойств жидкости. [c.146]

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]

Рассмотрим теперь волны, образующиеся на свободной поверхности цилиндрической жидкой струи. Эти волны являются причиной дробления струи на капли. Поэтому нас интересуют условия, при которых малые капиллярные возмущения увеличивают амплитуду возмущений и приводят в итоге к дроблению струи. С физической точки зрения дробление медленно текущей цилиндрической струи происходит по следующей причине. Если струя в каком-то сечении утолщилась, то поверхностное натяжение стремится уменьшить свободную поверхность так, чтобы минимизировать свободную энергию. Простые геометрические соображения показывают [20], что поверхность цилиндра заданного объема уменьшится, если этот объем разобьется на сферические капли, радиус которых более чем в 1,5 раза больше радиуса цилиндра. Действительно, рассмотрим цилиндр радиусом Я и длиной . Тогда его объем и площадь поверхности Ус = кЯ Ь, 5 = 2пЯЬ, так что ,. = 5 /2. Пусть этот цилиндр распадается на п шаров радиусом г. Тогда объем шаров и их поверхность V = Акг п/Ъ, 8 = 4пг п = ЗУ /г. Из условия У, = следует, что = ЗУ /г = = 38 1/2г= 1, Ъ8 1/г или г/Я = 1, 55 /5 . Из условия 8 /8, > 1 следует, что г> , 5Я. Кроме того, можно показать, что если струя дробится на и> 2 одинаковых сферических капель, то среднее расстояние между каплями будет более , 5гп/(п - 1), причем 1 < п/(п - 1) < 2. [c.447]

Струя жидкости, вытекающая через отверстие из сосуда, самопроизвольно распадается на капли. Это происходит в результате неустойчивости течения жидкости в струе по отношению к малым возмущениям, причиной которого является действие сил поверхностного натяженш на поверхности струи. Если цилиндрическая поверхность струи деформируется таким образом, что радиус струи уменьшается, капиллярные силы вызывают увелрмение давления в этой части струи. Наоборот, при локальном увеличении радиуса струи давление уменьшается. В результате возникает течение жидкости из мест с более высоким давлением в места с более низким давлением, и нарастающее возмущение приводит к появлению капель (рис. 8.1.2.1). [c.712]

В. А. Бородин и Ю. Ф. Ди-тякин [13], рассматривая идеализированную картину распада вязкой струи, показали, что на поверхности раздела возможно появление нескольких неустойчивых капиллярных волн. В результате распада шнуров, оторвавшихся от поверхности волн, образуются капли различных размеров. Раснад вязких струй рассмотрен также в работах [11,12 ]. [c.264]

При электрическом распыливании жидкостей некоторое количество жидкости измельчается до размера мелких капель с помощью приложенного извне электрического поля. Электрическое распыливание существенно отличается от механического, совершаемого в отсутствие электрического поля. Распыливаемая жидкость подается в капиллярную трубку из резервуара, давление в котором недостаточно, чтобы вызвать механическое распыливание. Струя жидкости, вытекающая из трубки, подвергается воздействию продольного электрического поля и распадается на более мелкие капли, чем при отсутствии поля. Очевидно, что размер капли зависит как от величины электрического поля, так и от диэлектрических постоянных жидкости и окружающей газовой среды 7]. Данных о размерах капель при электрическом распыливании имеется весьма мало. Можно указать лишь одну работу Р. Пескина и др. [13], в которой даны материалы о влиянии электрических параметров на размеры капель. [c.207]

При форме I распад сплошной струи на капли может быть объяс-нев а освовании капиллярных волн. Наличие закручивания струи здесь пока еще никак не сказывается. [c.129]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология