Устойчивость сферического пузырька

Многие другие задачи, связанные с неустойчивостью каверн, могут быть исследованы подобным же образом. Так, например, можно рассмотреть устойчивость сферического пузырька в переменном поле давления 2) или изучить устойчивость захлопывающейся цилиндрической каверны, принимая возмущения в форме г = b(t) + bh t) os/i0, где bh t) бесконечно малы. Вместо уравнения (11.30) будем иметь [c.326]

Устойчивость сферических меж-фазных границ. Процесс разрушения капель и пузырьков чрезвычайно сложный и характеризуется взаимодействием сил поверхностного натяжения, вязкости и сил инерции. Условия для начала дробления можно получить, анализируя устойчивость жидкой сферы в потоке другой жидкости. Решение этой задачи даже в рамках малых возмущений очень сложно. Поэтому рассмотрим устойчивость первоначально плоской границы раздела двух идеальных жидкостей (т. е. эффекты вязкости отбрасываются) с плотностями р°, р2 и поверхностным натяжением S, движущихся с относительной скоростью V вдоль этой границы и с ускорением g в направлении. перпендикулярном к границе, причем g > О, если направлено от первой ко второй фазе. [c.256]

Образование ядер из заполненных газом мельчайших углублений на поверхности твердых частиц или на стенках сосуда происходит аналогично образованию сферических пузырьков, но представляет собой гораздо более сложный процесс. В зависимости от геометрии стабилизирующей поверхности форма пузырька, масса которого увеличивается вследствие диффузии, при воздействии пониженного давления в разной степени отклоняется от сферической. В процессе роста пузырек может пройти несколько стадий устойчивого или неустойчивого равновесия. [c.107]

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]

Теоретические расчеты Кука и Релея, о которых шла речь в предыдущем параграфе, базируются на представлении о кавитационном пузыре, сохраняющем сферическую или полусферическую форму в течение всего времени своего существования. Однако в действительности дело обстоит иначе. Впервые это вполне четко показали М. Корнфельд и Л. Я. Суворов в [Л. 8], написанной на основе исследования, проведенного в 1939—1940 гг. в АН СССР. Проведя оптические исследования и фотографирование кавитации на магнитострикционном вибраторе, они установили, что кавитационные пузыри очень легко теряют устойчивость формы. Пузырек сохраняет сферическую форму только на первом этапе сокращения, затем он резко деформируется и даже делится на части (см. заимствованный из 1Л. 8] рис. 36). Причины неустойчивости пузырька заключаются в том, что, кроме сил поверхностного натяжения, которые обусловливают сферическую форму, на поверхность пузырька действуют еще гидродинамические силы, связанные с движением (поступательным, колебаниями, пульсациями и т. п.) пузырька. Как только гидродинамические силы превысят силу поверхностного натяжения, пузырек деформируется. [c.61]

При образовании зародышей паровых пузырьков непосредственно на реальной поверхности твердого тела, обладающей определенной шероховатостью, статически осредненная кривизна поверхностей шероховатости соответствует средним значениям кривизны возникающих устойчивых зародышей паровой фазы, т. е. для сферических зародышей [c.188]

Вопрос об устойчивости пузырька в ускоренной жидкости более сложен наблюдаемая последовательность развития явления изображена на рис. 98. Вначале, как это следует из (11.19), пузырек сферической формы находится в равновесии, однако ускорение пузырька в 2—3 раза выше ускорения окружающей жидкости. Затем под влиянием неустойчивости по Гельмгольцу появляется выпучивание по экватору в направлении, перпендикулярном ускорению. Затем сплющенный пузырек по неизвестным причинам выгибается. [c.329]

Потеря сферической устойчивости пузырька может произойти на последней стадии захлопывания, когда движение жидкости к центру пузырька замедляется из-за противодействия сжатого газа, а также на начальной стадии расширения. Только в этих случаях ускорение границы пузырька направлено от газа к жидкости. Более строгий расчет [29] основан на анализе условий роста амплитуды сферической гармоники с п=2, когда форма пузырька задается в виде [c.154]

Второй фактор, влияющий на распределение пузырьков по размерам,— это потеря пузырьком сферической устойчивости. По- [c.156]

Рис. 5.3.2. Две плоские схематизации для качественного анализа устойчивости сферической поверх1-ости обтекаемой капли или пузырька.

Развитие сферических гармонических возмущ,ений на первоначально сферической поверхности пузырька при отсутствии его поступательного обтекания рассмотрел Плессет [59] (этот анализ изложен также в книге [54]). При этом не учитывались возмущения движения внутри пузырька. Показано, что при росте пузырька возмущения остаются ограниченными, а возмущения, отнесенные к текущему среднему радиусу a t), уменьшаются, т. е. рост сферического пузырька является устойчивым процессом. При схлопывапии пузырька возмущения поверхности пузырька можно считать малыми, пока его радиус a t) не уменьшился более чем на порядок по отношению к исходному или [c.259]

Во время подъема пузырьков сквозь жидкость они расширяются по мере уменьшения гидростатического давления. При этом возможна потеря устойчивой сферической пли э.ллинсоидальной формы. [c.120]

При рассмотрении роли неустойчивости прежде всего отметим, что выводы Плессета, изложенные в предыдущем разделе для ускоренных сферически симметричных движений, свидетельствуют о существовании устойчивой поверхности раздела в процессе роста пузырька. Неустойчивость должна проявляться при схлопывании. Хотя на фотографиях, подобных представленным на фиг. 4.1 и 4.18, обычно не удается обнаружить больших отклонений от сферической симметрии в процессе схлопывания, в экспериментах с отдельными пузырьками ясно видно искажение их поверхности. Наполненный газом пузырек при минимальном объеме, вероятно, не будет симметричным, и его повторный рост будет сопровождаться искажением поверхности. С другой стороны, дробление наполненной газом каверны при схлопывании может привести к образованию облака пузырьков при повторном расширении. [c.176]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...