ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Газовые пузырьки в жидкости при из "Механика двухфазных систем " При достижении определенных размеров и скоростей всплытия газовые пузырьки деформируются, сплющиваясь в направлении движения. Фактическая форма пузырьков может быть достаточно сложной, но изучение фотографий, полученных в опытах, убеждает, что хорошей аппроксимацией для деформированных пузырьков может служить сплющенный сфероид (эллипсоид вращения) с отношением горизонтальной и вертикальной осей х = - I. [c.218] Для вязких жидкостей (практически при 1/Ка 10 соотношение (5.33), по-видимому, применено быть не может, ибо для таких жидкостей в области существования эллипсоидальных пузырьков (область 3) не выполняется условие Re 1. Интересно, что для газовых пузырьков, всплывающих в маловязких жидкостях, обнаруживаются явные минимумы на кривых Сд(Ке) (им соответствуют максимумы на первичных зависимостях С/до (Re))- По мере увеличения вязкости эти минимумы становятся все менее выраженными и при 1/Ка 10 исчезают вовсе. [c.220] Формула (5.33) рекомендована Муром до We 3,745, ибо при больших значениях We, как упоминалось выше, подъемное движение пузырей перестает быть устойчивым. Для области 4 (см. рис. 5.6), характеризуемой неустойчивым (с пульсациями) всплыванием пузырей, получение каких-либо теоретических решений не представляется возможным. Для оценки скорости всплытия в этой области можно использовать эмпирическую формулу (5.28). [c.220] Пузыри объемом более 2 см 0,8 см) можно представить в виде правильного сферического сегмента радиусом Л и телесным углом 20Q (рис. 5.11). Высота этого сегмента h и диаметр донной части 2а легко выражаются через Л и бд. Лобовая поверхность газовых пузырей, имеющих форму сферического сегмента, обтекается безотрывно и может рассматриваться как свободная поверхность жидкости. Опытные наблюдения показывают, что зона отрыва потока за пузырем размещена обычно внутри приблизительно сферического объема того же радиуса Л (см. рис. 5.8). Таким образом, обтекание пузырька, имеющего форму сферического сегмента, на передней части его поверхности можно рассматривать как обтекание сферы идеальной жидкостью, т.е. использовать в анализе результаты 5.2. [c.220] Последний член правой части учитывает разницу уровней в точках О и J. [c.221] Таким образом, приняв первоначально, что лобовая поверхность пузыря есть участок сферы радиуса R, получили соотношение, определяющее значение этого радиуса. При этом формула (5.35) в свою очередь подтверждает сферичность этой части поверхности пузыря потенциальному обтеканию верхней части пузыря отвечает сферическая поверхность радиуса R. [c.222] Если обтекание диска потоком жидкости происходит не так, как показано на рис. 5.12, а сверху вниз в соответствии со схемой рис. 5.11, то очевидно в этом случае давление в точках отрыва (например, в точке 2, рис. 5.11) отличается от давления на величину q gh, т.е. [c.223] Экспериментальные наблюдения показывают, что при движении в маловязких жидкостях газовые пузыри, объем которых превышает 50 см , дробятся, распадаясь на более мелкие устойчивые пузырьки. Теории дробления газовых пузырьков не суш,ествует. Имеюш,иеся в этой области теоретические исследования показывают, что при безотрывном обтекании поверхность газовых пузырей сохраняет устойчивость. Этот вывод находится в хорошем соответствии с опытами, ибо сферические и эллипсоидальные пузыри, большая часть поверхности которых обтекается без отрыва потока, действительно не подвержены дроблению. В той области размеров пузырей, где происходит перестройка их формы от эллипсоидальной к сферическому сегменту (область 4, рис. 5.6), всплывание пузырей, как уже отмечалось, сопровождается пульсациями формы и траектории движения. Но пузыри в этой области размеров, как правило, не дробятся из-за стабилизирующего действия сил поверхностного натяжения, ибо кривизна поверхности таких пузырьков еще не слишком мала. [c.224] Вернуться к основной статье