Стоячие струи жидкости в жидкости

Слышимость одного звука в присутствии другого 428 Столкновения капель 357 Стоячие струи жидкости в жидкости 393 [c.475]

Математические модели подобных течений с отрывом можно довольно легко построить, используя уравнения движения Эйлера для невязкой жидкости. Основная идея состоит в том, что допускается скачкообразное изменение скорости при переходе через линию тока, что является грубым нарушением гипотезы (Е) из 1. Простые примеры таких течений схематически изображены на рис. 9. В этих течениях все линии тока параллельны друг другу, а области равномерного течения отделены от областей стоячей воды линиями тока, при переходе через которые скорость изменяется скачком. На рис. 9, а изображена идеализированная бесконечная струя поступающая в область неподвижной воды из трубы произвольного поперечного сечения, а на рис. 9, б изображен равномерный поток, отрывающийся от полуцилиндра со стороны среза и обтекающий застойный след позади этого полуцилиндра. В обоих случаях давление можно считать гидростатическим. [c.76]

Как предположили впервые Магнус и Буфф З), причину сжатия слоев после их первоначального развития следует искать в капиллярной силе, благодаря которой жидкость ведет себя так, как будто бы она заключена в оболочку с постоянным натяжением а повторяющаяся форма струи создается колебаниями столба жидкости около круговой равновесной конфигурации, налагающимися на общее движение текущей жидкости. Так как фаза колебания, начавшегося при прохождении жидкости сквозь отверстие, зависит от протекшего времени, она будет всегда одной и той же в данной точке пространства таким образом, движение стационарно в гидродинамическом смысле, и граница струи представляет собой неизменяющуюся поверхность. По отношению к жидкости рассмотренные здесь волны движутся и представляют собой такие же волны, как волны, получающиеся при сложении двух систем стоячих волн они движутся вверх по течению со скоростью, равной скорости движения воды, так что сохраняют неподвижное положение относительно внешних предметов ( 356). [c.346]

Рассмотрим сначала распыление жидкости в ультразвуковом фонтане при напряжении на излучателе, незначительно превышающем пороговое. Напомним, что в таком режиме струя фонтана как бы состоит из бусинок диаметром около 1 мм (/=2 Мгц). Для возникновения кавитации необходимо появление в струе по крайней мере одного зародыша кавитации. За несколько периодов зародыш может превратиться в область кавитации, возбуждающую стоячие капиллярные волны на поверхности струи. [c.378]

На рис. 5 изображены в схематическом виде кривые распределения колебательной скорости У, звукового давления Р, радиационного давления и продольной составляющей скорости рэлеевского потока в стоячей волне. Так как распыление наиболее интенсивно протекает в узле давления, то следует полагать, что ни Р, ни ни г не ответственны за этот процесс. Градиенты давления на диаметре капли также невелики, так как размеры капли во много раз меньше длины волны. Поэтому можно предположить, что механизм распада капель в звуковом поле аналогичен механизму этого процесса в воздушной струе, как он трактуется в работе [25], и состоит в том, что под влиянием внешнего потока внутри капли (тангенциальные составляющие скорости жидкости на поверхности капли и газа равны) возникает движение, динамический напор которого при некоторых условиях превышает поверхностное натяжение. Это и приводит к дроблению капли. Для ламинарного потока радиус неустойчивой капли может быть найден из выражения [25] [c.591]

Из опыта известно, что струя, текущая при сверхзвуковых скоростях, часто создает стоячую олиу сжатия, иротекая через которую жидкость снижает скорость до звуковой (рис. 18-12). Очевидно, что такое явление по своей природе является необратимым процессом стоячая волна разрежения никогда не устанавливается. Это наблюдение ниже будет доказано аналитическим путем. [c.183]

Если считать, что глубина стоячей волны в направлении потока является бесконечно малой величиной, то площадь поперечного сечения струи, протекающей через волну, можно принять неизменной. Поскольку это ограничение и энергетические требования учитываются уравнением линии Фанно, состояние жидкости (газа) по обеим сторонам волны должно лежать на одной и той >йе линии Фанно. [c.183]

Другая группа исследований связана с падением под действием силы тяжести круглой струи на пластинку, поставленной под прямым углом. При этом не всегда можно получить идеальное течение, описанное в гл. X, п. 8. В действительности в растекающейся жидкости наблюдались по крайней мере три режима гидравлических прыжков турбулентный, волнообразный и капиллярный ). Первый режим возникает при больших расходах жидкости второй — при умеренных расходах, он характеризуется стоячими круговыми капиллярными волнами (рябью) третий режим характеризуется вихреобразным обратным течением по поверхности за гидравлическим прыжком и отсутствием волн. [c.418]

Одна из лучших возможностей для исследования капиллярных волн представляется в том случае, когда эти волны приводятся к покою путем встречного движения воды. Волны этого рода иногда описываются как стоячие волны, и обычно их можно наблюдать, когда равномерное движение потока возмущается препятствиями. Так, если касаться поверхности небольшим стержнем или леской, или смещать жидкость на поверхности прикосновением слабой воздушной струи, вытекающей из небольшого отверстия, то часто развертывается красивая картина, неподвижная относительно препятствия. Она была описана и изображена Скотт Рёсселем з), который отметил, что для интенсивности явления и размеров захватываемой области имеет большое значение чистота воды. Вверх по потоку от препятствия длина волны мала и, как впервые было ясно показано Кельвином, сила, управляющая колебаниями, есть главным образом сила сцепления. Вниз по потоку волны длиннее и управляются главным образом силой тяжести. Обе последовательности волн движутся относительно воды с одной и той же скоростью ( 353), именно с той, которая необходима для того, чтобы они могли оставаться неподвижными относительно препятствия. То же условие определяет скорость, а тем самым и длину волны, в той части картины, где волновые фронты наклонны к направлению движения. Если обозначить угол между этим направлением и нормалью к волновому фронту через 6, то скорость распространения должна быть равна Vq os 6, где Vq обозначает скорость воды. [c.340]

При распылении в фонтане стоячие капиллярные волны возбуждаются на поверхности струи, возникающей в месте выхода пучка ультразвуковых волн, направленного из глубины. Капиллярные волны возникают при наличии кавитации в струе, так как причиной их возбуждения являются периодические гидравлические удары при захлопывании кавитационных пузырьков. Для создания ультразвукового фонтана используются частоты мегагерцевого диапазона. Распыление происходит в верхней части фонтана с образованием тонкого стойкого моно-дисперсного аэрозоля, размер капель которого составляет 2—4 мкм. Производительность распыления для невязких жидкостей типа воды достигает нескольких сотен миллилитров в час. [c.171]

Появление на поверхности струи фонтана зон посветления в лучах осветительного устройства (см. 1 гл. 3) — есть результат диффузного рассеяния света от сетки стоячих капиллярных волн. В зависимости от объема и длительности существования кавитационной области в струе, а также вязкости озвучиваемой жидкости, можно видеть разнообразные картины образования капиллярных волн и выбросов тумана. Наблюдается выделение тумана в форме симметричных струй (см. рис. 22, г), являющееся следствием возбуждения колебаний различных мод на поверхности бусинок струи, недовозбуждение бусинок (см. рис. 22, в), когда амплитуда колебаний поверхности струи превосходит пороговую амплитуду возбуждения капиллярных волн, но в то же время меньше порога каплеобразования (см. 1 гл. 4) и т. д. Кавитационная область, инициируя описанные явления, переносится потоком жидкости в верхние участки струи, а затем исчезает там вследствие дефицита акустической энергии и разрушения струи. Следующий цикл распыления возникает в результате появления нового зародыша кавитации, и т. д. [c.379]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...