Капиллярные волны потока

Однако рассмотренная аналогия не позволяет получить достаточно достоверных количественных характеристик обтекания тел плоским потоком реального газа. Основные причины этого различия величин показателя изэнтропы воздуха или газа и его аналога отсутствие учета влияния вязкости и теплопроводности несоответствие между гидравлическим прыжком и скачком уплотнения пренебрежение вертикальными составляющими скоростей и ускорений пренебрежение капиллярными волнами. [c.480]

Второй кризис кипения. Минимальные значения теплового потока в зависимости q = f At) на рис. 4-2 характеризуют второй кризис кипения. Этот тепловой поток ( кр2) соответствует обратному переходу пленочного режима кипения в ядерный режим и отличается значительно меньшей величиной, чем крь Это явление объясняется тем, что на границе раздела парового слоя с жидкостью возникают капиллярные волны, отличающиеся большой устойчивостью. Поэтому требуется значительное охлаждение стенки (снижение теплового потока) для того, чтобы изолирующее влияние паровой пленки стало уменьшаться, чтобы вновь имело место 246 [c.246]

Снарядный режим. Жидкость движется в ядре потока в виде жидких снарядов , отделенных друг от друга и от стенок паром. Возникает в результате развития капиллярных волн на поверхности жидкой струи или инерционного разрыва жидкого стержня при пульсациях расхода. [c.177]

В первом случае возникновение снарядного режима обусловлено распадом жидкой струи под динамическим воздействием пара и капиллярных волн на поверхности струи. Чем больше скольжение фаз и поверхностное натяжение, тем раньше произойдет развал струи на снаряды , при этом наиболее вероятный размер жидких снарядов примерно равен пяти калибрам жидкой струи, т. е. длине наиболее быстро растущей капиллярной волны. Возникновение снарядного режима за счет развития капиллярных волн на поверхности жидкой струи, как показали исследования авторов, не сопровождается динамическими пульсациями потока, т. е. расход и давление в участке остаются постоянными. Этот случай характерен для малых массовых скоростей, больших температурных напоров и давлений в сравнительно коротких трубопроводах без местных сопротивлений на выходе, т. е. при большом паросодержании и хороших условиях отвода пара из экспериментального участка. [c.209]

Дальнейшее рассмотрение вопроса здесь завело бы нас слишком далеко однако можно упомянуть, что эта задача для двух измерений допускает аналитический подход и что решение удовлетворительно объясняет одну из специфических черт явления, а именно, ограничение меньших (капиллярных) волн частью поверхности, расположенной вверх по потоку по отношению к препятствию, а больших волн (гравитационных) — частью, расположенной вниз по потоку от препятствия. [c.341]

Теперь следует назначить пределы интегрирования у неопределенных интегралов формул (9). Чтобы это сделать, надо принять некоторые условия излучения волн. Число относится к волнам, в образовании которых главную роль играет капиллярность наблюдения показывают, что капиллярные волны образуются навстречу потоку перед препятствием. Поэтому нижний предел интегрирования в первой из формул (9) возьмем равным оо, а верхний предел — равным z. [c.278]

Противоположно направленные потоки пара й жидкости-взаимодействуют между собой на поверхности раздела фаз. Это взаимодействие наиболее ощутимо при высоких скоростях потока пара, которые достигаются или при низких давлениях пара в тепловой трубе, или при высоком теплопереносе в области высоких давлений. На поверхности жидкости вследствие взаимодействия встречных потоков могут возникать капиллярные волны. С ростом взаимодействия из-за увеличения разности скорости потоков амплитуда капиллярных волн на поверхности [c.113]

Рис 2 40 Зависимость удельной мощности натриевой тепловой трубы, ограниченной уносом жидкости из фитиля в паровой поток, от длины капиллярной волны при различных температурах [c.118]

Капиллярная структура представляла собой составной фитиль, образованный с помощью двух трубок из трех слоев саржевой сетки № 685. Зазор для протока жидкости между корпусом трубы и ближайшей к нему пористой трубки имел размер 0,23 мм, а зазор между пористыми трубками — 0,07 мм. Эффективный диаметр поверхностных пор фитиля составлял 26 мкм. Результаты измерения максимальной мощности этой трубы при горизонтальной работе представлены на рис. 2.41. Там же даны результаты проведенных авторами численных расчетов звукового (кривая I) и капиллярных ограничений мощности трубы для составного фитиля (кривая 2). На рис. 2.41 приведены также две зависимости (3, 4) ограничений мощности трубы, обусловленные уносом жидкости из фитиля в паровой поток, в предположении образования капиллярных волн двух размеров К— = 26 мкм (кривая 5) и Л=128 мкм (кривая 4). Первая зависи- [c.119]

Итак, влияние уноса жидкости из фитиля в паровой поток на работу тепловой трубы с составным фитилем в области параметров, исследованных в опытах авторов, не обнаруживается. Ответ о возможности Образования капиллярных волн непосредственно в мениске жидкости внутри пор фитиля могут дать только эксперименты на специальных моделях. [c.122]

Падающие на звукопоглощающий материал звуковые волны вызывают колебания воздуха в узких порах — каналах волокнисто-пористого материала. В капиллярных воздушных трубках возникает трение и, как следствие его, — необратимые термодинамические потери. Поры таких материалов имеют вид узких каналов, допускающих сквозное продувание воздушным потоком. Форма каналов может быть самой различной. [c.61]

При составлении уравнений движения и неразрывности принималось во внимание, что постоянная объемная сила в каждой точке уравновешивается не только вязкостной силой, но и инерционными и поверхностного натяжения. Градиент давления в уравнениях Навье-Стокса может создаваться двумя причинами изменением давления потока газа, омывающего поверхность пленки, и силами поверхностного натяжения. Уравнения неразрывности и Навье-Стокса решены были при следующих допущениях 1)распределение продольных скоростей то же, что и при плоской пленке 2) давление в сечении постоянно и равно капиллярному давлению у поверхности 3) фазовая скорость распространения волны постоянная (профиль волны свободной поверхности не меняется и она движется с постоянной скоростью). Для случая, когда пленка движется под действием сил тяжести или центробежных сил и воздействие газового потока отсутствует, можно воспользоваться уравнением движения (10-13) и распределением скоростей по формуле (10-15). [c.285]

Ограничения математического анализа. Идеальная научная теория состоит из минимального количества аксиом (основных принципов и понятий), из которых решение любой задачи может быть получено формальной логикой, т. е. математически. Сейчас такая всеобъемлющая теория движения жидкости воплощена в уравнении неразрывности и общих уравнениях движения. К сожалению, сложность большинства явлений течения и пределы аналитических способностей человека ограничивают строгое применение этой теории только несколькими простыми случаями. Например, можно найти распределение давления в жидком теле, которое целиком вращается или испытывает ускорение иным способом пределом в этом случае будет гидростатическое распределение. Могут быть точно рассчитаны сопротивление ламинарного потока в однородной трубе или установившаяся скорость падения малого шара. Точно выражается и частота волн малой амплитуды под действием силы тяжести, капиллярности или упругости. Более сложные состояния потока могут быть подвергнуты теоретическому анализу лишь при игнорировании некоторыми не поддающимися описанию сторонами движения. В ряде случаев результаты имеют достаточную для инженерной практики точность. Однако часто, особенно для случая турбулентного движения, математические трудности становятся настолько значительными, что решение может быть получено только после чрезвычайного упрощения. [c.6]

Явление гравитации. Любой поток жидкости со свободной поверхностью подвергается воздействию гравитации, выражающемуся в перемещении ее поверхности в зависимости от времени или расстояния. Многие задачи, как гидравлические, так и судостроительные, относятся к этой категории, а изучение движения волн практически представляет целую науку. В случае, когда размеры и скорости не слишком малы, влиянием вязкости и капиллярности часто можно пренебречь, тогда применение размерного анализа дает одно или большее число геометрических отношений числа Фруда и Эйлера и (если поток является неуста-новившимся и неравномерным) некоторую форму параметра времени или ускорения. [c.25]

Если при движении газа плотность его изменяется незначительно, то критерий Са выпадает из рассмотрения. Следует отметить, что критерии Фруда, Вебера и Коши выражают квадраты отношения действительной скорости потока к скоростям распространения в жидкости соответственно гравитационных. капиллярных и упругих волн. Поэтому [c.63]

Несколько иной метод определения коэффициента поглощения звука был предложен в работе [57]. Схема установки приведена на рис. 21. Ультразвуковое поле (1 Мгц), создаваемое источником полностью заполняло трубку с исследуемой жидкостью 2 трубка имела обводной капиллярный канал 3 для обратного потока. Согласно соотношению (31), при радиусе звукового пучка, равном радиусу трубы, скорость акустического течения обращается в нуль. В экспериментальных условиях, конечно, из-за неоднородности звукового поля по сечению трубки и влияния пограничного слоя вблизи стенок, а в описываемой установке еще из-за тока жидкости через капиллярный канал 3 перенос жидкости имеется, однако скорость его существенно меньше скорости течения в свободном звуковом поле. Влияние динамического давления потока на механический приемник радиационного давления 4 было при этих условиях относительно мало. Отраженный от приемника 4 звук поглощался поглотителем 5. Авторы работы [58] отказались от абсолютного измерения звукового поля радиометром, потому что приемный элемент радиометра, отражая звук, не позволял создать полностью бегущую волну (в этой работе плотность звуковой энергии определялась из импедансов излучателя в воздухе и в жидкости). Согласно закону Гагена — Пуазейля, скорость движения [c.123]

Капиллярно-гравитационные волны, образованные особенностями в потоке [c.274]

Метод, предложенный М. В. Келдышем для определения волновых движений жидкости бесконечной глубины, вызванных присутствием особенностей в потоке, может быть применен к определению капиллярно-гравитационных волн, вызванных различными особенностями, находящимися в потоке. В дальнейшем мы ограничимся рассмотрением волновых движений, образованных погруженным в поток вихрем. [c.274]

Все полученные формулы, определяющие установившиеся капиллярно-гравитационные волны, зависят от параметра р, равного отношению длины волны к длине волны при наименьшей скорости потока, взятой из линейной теории волн. Значения параметра, меньшие чем единица, отвечают волнам, в образовании которых главную роль играют силы поверхностного натяжения. Значениям же этого параметра, превосходящим единицу, отвечают волны, в образовании которых главную роль играет сила тяжести. [c.755]

Таким образом, для целого числа р длина волны 2 раз меньше, чем длина волны Х . С такими парами волн мы уже встречались в 62 гл. I при изучении капиллярно-гравитационных волн бесконечно малой амплитуды. Скорость потока имеет для таких [c.755]

Причина, почему несоблюдение этой процедуры портит интерференционную картину, заключается в том, что пока слой масла еще недостаточно утоньшился, сильный воздушный поток способен образовать на его поверхности капиллярную рябь, которая, хотя и в сгла женном виде, сохранится и после дальнейшего утоньшения елся в результате сдувания. Это, повидимому, связано с тем, что затухание капиллярных волн, распространяющихся по поверхности слоя жидкости, растет с уменьшением толщины слоя, что, в частности, подробно рассмотрено в работе М. М. Кусакова[3]. [c.107]

Так, напр., для капиллярных волн на поверхвоств жидкости d — 2, Р = % и локальное изотропное С. н. р. числа квазичастиц, соответствующее пост, потоку энергии Pi, имеет вид [c.678]

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]

Внутренние гравитационные и иные волны. Наряду с поверхностными гравитационными и капиллярными волнами в океане существует множество других видов волн, которые играют важную роль в динамике океана. Океан, в отличие от идеальной жидкости, стратифицирован — то есть его воды не являются однородными, а изменяются по плотности с глубиной. Это распределение обусловлено потоками энергии (тепла) и вещества. В упрощенном виде океан можно представить состоящим из двух слоев воды сверху лежит более легкая (теплая или менее соленая), снизу — более плотная (более соленая или холодная). Подобно тому как поверхностные волны существуют на границе вода-воздух, на границе раздела вод разной плотности будут существовать внутренние гравитационные волны. Амплитуда волн этого типа в океане может достигать сотни метров, длина волны — многих километров, но колебания водной поверхности при этом ничтожны. Внутренние волны проявляются на поверхности океана, воздействуя на характеристики поверхностных волн, перераспределяя поверхностно-активные вещества. По этим проявлениям они и могут быть обнаружены на поверхности океана. Так как поверхностные гравитационно-ка-пиллярные волны и поверхностно-активные вещества сильно влияют на коэффициент отражения электромагнитных, в том числе световых волн, внутренние волны хорошо обнаруживаются дистанционными методами, например, они видны из космоса. Внутренние волны по сравнению с обычными поверхностными гравитационными волнами обладают рядом удивительных свойств. Например, групповая скорость внутренних волн перпендикулярна фазовой, угол отражения внутренних волн от откоса не равен углу падения. [c.130]

Точное выражение для скорости потока получил Ю. Г. Статников для следующей физической модели на пузырек действует постоянный поток не изменяющий его сферической формы и не вызывающий капиллярных волн на его поверхности. Этот поток подчиняется уравнению Вестервельта [107] [c.266]

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]

Рис. 12.1. Схема капиллярных волн (вверх по течению) п гравитационных волн (вниз по течению) на поверхности потока, создаваемых препятствхгем.

Для определения расчетным путем ограничений телпоперено-са в тепловой трубе, связанных с уносом жидкости из фитиля в паровой поток, можно использовать выражение для числа Вебера. Число Вебера определяет отношение сил инерции к силам вязкости в потоке жидкости. Если при взаимодействии потоков пара и жидкости число Вебера меньше единицы, то силы вязкости преобладают над силами инерции. При приближении числа Вебера к единице эти силы становятся сравнимыми, а амплитуда капиллярных волн на поверхности жидкости увеличивается со временем, что приводит к образованию капель и уносу жидкости из фитиля в паровой поток. Через параметры парового потока число Вебера можно записать в виде [c.117]

Эффекты, сопутствующие сверхтекучести. В сверхтекучей жидкости, кроме обычного (первого) звука (колебаний плотности), может распространяться т. н. второй звук, представляющий собой звук в газе квазичастиц (колебания плотности квазичастиц, следовательно, и темп-ры). Возможны и иные виды колебаний капиллярные волны, звук, колебания сверхтекучей части жидкости в узких капиллярах (т. н. четвёртый звук) и др. Сверхтекучая жидкость обладает аномально высокой теплопроводностью, причиной к-рой явл. конвекция — теплота переносится макроскопич. движением газа квазичастиц. При нагревании Не II в одном из сообщающихся (через капилляр) сосудов между сосудами возникает разность давлений (термо-механический эффект). Этот эффект объясняется тем, что в сосуде с большей темп-рой повышена концентрация квазичастиц. Из-за того, что узкий капилляр не пропускает вязкого потока норм, компоненты, возникает избыточное давление газа квазичастиц, подобное ос.чотическому давлению в р-ре. Существует и обратный эффект (т. н. механокалорический эффект), при быстром вытекании Не II из сосуда через капилляр темп-ра внутри сосуда повышается (в нём увеличивается концентрация квазичастиц), а вытекающий гелий охлаждается. Интересными св-вами обладает сверхтекучая [c.664]

При возникновении на поверхности воды под воздействием ветра волн наблюдается неустойчивость характера волн Толлмина [16] в направлении, перпендикулярном гребням волн. В связи с этим вдоль потока распространяются мелкие гребешки, называемые капиллярными [c.265]

Условия начала динамического уноса капель с поверхности пленки потоком газа. Условия дробления пленкп или динамического срыва капель с пленки газом определяются механизмом, приводящим к неустойчивости Кельвина — Гельмгольца. Этот механизм характеризуется числом Вебера We g, равным отношению динамического воздействия к капиллярным силам. Мерой динамического воздействия газожидкостного потока на волновую поверхность пленки является касательное напряжение Xis (при турбулентном течении (у — Уд) ). Полагая, что аналогично дроблению капель (см. 2 гл. 2) опасными для плепки являются волны с длинами меньше толщины пленок б и амплитудами порядка б, можно получить, что мерой капиллярных сил будет величина 2/6. Тогда условие начала динамического уноса можно записать в виде [c.213]

Время добегания волны 121, 282 Время опорожнения сосудов 167 Всасывающая труба насоса 94 Высота выступа шероховатости 44 гидравлического прыжка 248 капиллярного поднятия 22 подтопления 200 пьезометрическая 31 Вязкость динамическая 16, 18 кинематическая 17, 18 Гидравлическая крупность 398 Гидравлически наивыгоднейшее сечение 177 Гидравлически гладкие трубы 41 шероховатые трубы 41 Г идравлические сопротивления 31 Гидравлический коэффициент трения 32, 40 Г] дравлический показатель русла 184 радиус 176, 294 удар ПО уклон 150, 294 прыжок 248 отогнанный 256 затопленный 254 поверхностный 163 подпертый 254 Гидродинамический напор 33 Гидросмесь 139, 149 Гидростатическое давление 24 Глубина погружения 25, 28 потока 176 Глубина потока в сжатом сечении 254 [c.433]

Математическая теория суп ествования установившихся периодических капиллярно-гравитационных волн в различных условиях была построена в ряде работ Я. И. Секерж-Зеньковича, приложившего к данной задаче метод Леви-Чивита из теории гравитационных волн конечной амплитуды. Вместе с тем в работах Я. И. Секерж-Зеньковича был использован метод Ляпунова — Шмидта для доказательства суш,ествования и уста й.ения единственности волн для данной скорости потока. Волны особого вида приведены в связь с фундаментальными числами основного нелинейного уравнения задачи [45] ). [c.766]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...