Движение капель и пузырьков

Особенность движения капель и пузырьков в жидкой или газовой среде обусловливается главным образом тремя факторами способностью непрерывно изменять свою форму в процессе движения, наличием циркуляции жидкости или газа внутри капли или пузырька, возможностью изменения условий на границе раздела в связи с фазовыми переходами или химическими реакциями. [c.265]

ДВИЖЕНИЕ КАПЕЛЬ И ПУЗЫРЬКОВ [c.89]

В отличие от твердых частиц, при обтекании капель и пузырьков возможны деформация их формы, внутреннее движение в нпх и, как крайнее проявление этих процессов,— дробление или разруше-ипе капель и пузырьков. [c.254]

Re = Re(Bo, We, ц /ц", р7р" ) и т.п. При этом во многих случаях движение дискретной фазы (внутри пузырька или капли) оказывается несущественным, так что комплексы ц /ц", р /р" в анализе не учитываются. Конкретный вид уравнения подобия может быть получен на основе опытных результатов, а в отдельных случаях и теоретически. Из всех сил, существенных для двухфазных систем, только силы поверхностного натяжения стремятся придать пузырьку (капле) сферическую форму, а остальные силы стремятся его деформировать. Поэтому в общем случае неравенства Во 1, 1, We 1 можно рассматривать как условие сферичности пузырька (капли). Первое из этих неравенств справедливо для задач гидростатики. Для движущихся капель и пузырьков достаточным условием сферичности является неравенство We 1 [52]. [c.90]

Представление энергии смеси в виде (1.1.17), на основе которого и записываются уравнения энергии в этой главе, справедливо, если каждую фазу считать локально однородной, т. е. в каждом элементарном объеме смеси вещество каждой фазы, в том числе и включений (капель, частиц, пузырьков и т. д.), принимается однородным вплоть до самой поверхности раздела фаз, и поэтому энергия каждой составляющей считается пропорциональной ее массе. Это равносильно тому, что особенности поверхностного слоя вещества толщиной порядка радиуса молекулярного взаимодействия (- 10 Л1),являющегося границей раздела фаз, далее не учитывается. Для этого необходимо, чтобы размеры включений были во много раз больше толщины этого слоя. Кроме того, в (1.1.17) и везде в гл. 1 будет учитываться только та часть кинетической энергии смеси, которая связана с макроскопическим движением фаз со скоростями U . В действительности имеются еще мелкомасштабные (с характерным линейным размером, равным по порядку размеру неоднородностей смеси) течения (например, радиальные пульсационные движения вокруг пузырьков, обратные токи несущей жидкости около включений из-за их относительного движения в этой жидкости, хаотические движения включений). В большинстве существующих теорий взаимопроникающего движения кинетическая энергия такого движения не учитывается. Таким образом в качестве первого этапа в гл. 1 рассматривается случай, когда энергия смеси при однородном представлении энергий фаз является аддитивной по массе фаз. Учет поверхностных явлений в рамках представлений Гиббса и кинетической энергии мелкомасштабного движения фаз имеется в главах 2—4. [c.30]

Уравнения механики сплошной среды представляют осредненные уравнения, и их можно получить с помощью последовательного осреднения уравнений, описывающих процессы в микромасштабе. Применительно к гетерогенным смесям под пространственным микромасштабом следует понимать расстояния, по порядку рапные характерным размерам неоднородностей или включений (диаметрам капель, частиц, пузырьков, пор, толщинам пленок и т. д.), а под временным микромасштабом — времена, по порядку равные характерным временам изменения параметров движения этих включений. [c.52]

В общем случае тепловые н физико-химические процессы около дисперсных частиц не только зависят от поля скоростей около них, но II сами влияют на эти ноля скоростей. Особенно это обратное влияние сказывается в газовой фазе из-за сильного влияния температуры на ее плотность. В связи с этим общая задача определения движения и других процессов около капель, частиц и пузырьков сводится к совместному решению связанных между собой уравнений неразрывности, импульса, теплопроводности, диффузии и кинетики. В связи со сложностью этой задачи имеются лишь достаточно частные ее решения, которые можно разделить на два класса. [c.173]

В монографии не рассматриваются такие вопросы гидравлики газо-жидкостных смесей, как движение жидкой пленки, унос и дробление капель жидкости, движение пузырьков газа, работа форсунки и другие, которые должны быть предметом самостоятельной работы. [c.3]

При большой скорости кислородной струи и, следовательно, глубокой воронке основная часть струи глубоко проникает в металлическую ванну, вовлекая металл и дробя его на большое количество капель. Струя разбивается на отдельные пузырьки, которые всплывают вверх, увлекая за собой металл. Возникает циркуляционное движение. Часть струи отражается от поверхности ванны, захватывая капли металла, которые вновь возвращаются в ванну по сложным траекториям. [c.299]

Расстояния, на которых осредненные параметры потока меняются существенно, много больше расстояний между пузырьками, которые в свою очередь гораздо больше размеров пузырьков (т.е. объемные содержания дисперсной фазы достаточно малы, а2 0.1). Смесь локально монодисперсная, т.е. в каждом элементарном объеме все капли и содержащие их пузыри сферические и одинаковых радиусов, а капли находятся в центрах пузырей. Вязкость и теплопроводность существенны лишь в процессах межфазного взаимодействия. Отсутствуют процессы зарождения, дробления, взаимодействия и коагуляции пузырей и капель, срыва паровых оболочек капель. Скорости продольного (макроскопического) движения фаз совпадают. [c.98]

Кроме труб Л. т. имеет место в слое смазки в подшипниках, вблизи поверхности тел, обтекаемых маловязкой жидкостью (см. Пограничный слой), при медленном обтекании тел малых размеров очень вязкой жидкостью (см,, в частности, Стокса формула). Теория Л. т. применяется также в вискозиметрии, при изучении теплообмена в движущейся вязкой жидкости, при изучепии движения капель и пузырьков в жидкой среде, при рассмотрении течений в тонких плёнках жидкости и при решении ряда др. задач физики и физ. химии. [c.568]

Ряд вопросов гидродинамики газожидкостных сред и, в частности, о движении капель и пузырьков в жидкой среде и механизме их дробления изложен в книш В. Г. Левича (1959). [c.773]

Тепло- и массообмен жидкой сферы, равномерно движущейся в непрерывной жидкой среде, зависит от движения внутри самой сферы. Например, при наличии циркуляции в пузырьках слабо растворимых чистых газов массообмен примерно в пять раз интенсивнее, чем в ее отсутствие [.305]. Этот факт нельзя объяснить улуч-шениел ус.ловий перемешивания внутри самой частицы (так как сопротивление процессам переноса целиком связано с непрерывной фазой), так что следует учитывать влияние циркуляции внутри частицы на внешнее по отношению к ней течение. При исследовании массообмена капель и пузырьков Гриффит [287] наблюда.л частично затормаживаемое течение на поверхности. [c.109]

Ламинарное течение имеет место ири достаточно медленном движении вязко. ) жидкости или же при движении жидкости или газа в очень тонких капиллярных трубках. На ример, ламинарным является движение питательных соков в стволах растений и деревьев, движение воды или нефти в тонкоиористых грунтах, движение небольших капель и пузырьков в жидкой среде. Ламинарное течение наблюдается также в тонком смазочном слое подшмн-ников, в тонких пленках жидкости и т. д. [c.145]

Укажем в заключение, что решение задачи о движении в жидкости малых капель и пузырьков впервые было выполнено независимо друг от друга Рыбчинским и Адамаром в 1911 г. [3]. Методика их решения отличается от изложенной нами. [c.216]

Внутреннее движение и деформация капель и пузырьков. В рамках стоксова приближения имеется известное решение Ада-мара — Рыбчинского для совместного ползущего движения двух вязких жидкостей внутри (с вязкостью р ) и вне (с вязкостью Hi) сферы, соответствующее обтеканию капель со скоростью v . Это решение дает следующую формулу, обобщающую (1.3.42), для коэффициента сопротивления жидкой капли [c.159]

В монографии последовательно изложены теоретические основы, необходимые для понимания и расчета движения гетерогенных или многофазных смесей в различных ситуациях. Такие смеси широко представлены в различных природных процессах и областях человеческой деятельности. Подробно изложены вопросы вывода уравнений движения, реологии и термодинамики гетерогенных сред. Для этого рассмотрены как феноменологический метод, так и более глубокий метод осреднения. Получены замкнутые системы уравнений для монодпсперсных смесей с учетом вязкости, сжимаемости фаз, фазовых переходов, относительного движения фаз, радиальных пульсаций пузырей, хаотического движения и столкновений частиц и других эффектов. Рассмотрены уравнения и постановки задач применительно к твердым пористым средам, насыщенным жидкостью. Описаны имеющиеся в совремеввой литературе решения задач о движении и тепло- и массообмене около капель, частиц, пузырьков. [c.2]

В данной главе представлены имеющиеся в настоящее время наиболее принципиальные и по возможности наименее громоздкие результаты по процессам около дисперсных частиц, капель или пузырьков, находящихся в потоках жидкости или газа. Эти результаты необходимы для замыканпя осредненных уравненпй движения дисперсных смесей, рассмотренных в гл. 1, 3 п 4. Этпм обстоятельством автор руководствовался при отборе обширного материала, имеющегося по атому вопросу в научной литературе. [c.246]

При моделировании поведения жидкостных систем в каналах или объемах иной геометрической конфигурации во многих случаях невозможно обойтись без информации о закономерностях взаимодействия дискретной частицы (капли или пузырька) с окружающей ( несущей ) фазой. Некоторые из этих закономерностей рассматриваются в пятой и шестой главах книги. Пятая глава посвящена установившемуся движению дискретной частицы в сплошной среде. Здесь рассмотрены классические задачи об обтекании сферы идеальной жидкостью и вязкой жидкостью при малых числах Рейнольдса, поскольку их результаты далее использованы при анализе движения газовых пузырей и жидких капель. Экспериментальные исследования всплывания газовых пузырьков в неподвижной жидкости показывают, что при различных сочетаниях объема пузырька и свойств мсидкости (прежде всего, вязкости) изменяются не только закономерности его движения, ко и форма. Это обстолте.т.. стг .о де- [c.7]

Гетерогенные смеси, их движения, последствия воздействия на них, возникающие в них волны чрезвычайно многообразны, что является следствием многообразия комбинаций фаз, их структур, многообразия межфазных и впутрифазных взаимодействий и процессов (вязкость и межфазное трение, теплопроводность и межфазный теплообмен, фазовые переходы и химические реакции, дробление и коагуляция капель и пузырей, различные сжимаемости фаз, прочность, капиллярные силы и т. д.) и многообразия различных видов воздействия на смеси. Например, в га-зовзвесях образуются размазанные волны, структура и затухание которых определяются главным образом силами межфазного трения с газом и дроблением капель или частиц. В жидкости с пузырьками газа или пара из-за радиальных пульсаций пузырьков, помимо размазанных волп, характерными являются волны с осцилляционной структурой, сильно зависящей от процессов тепло- и массообмена, а также дробления пузырьков. Далее в конденсированных средах фазовые переходы, инициируемые сильными ударными волнами, могут привести к многофронтовым волнам из-за немонотонного изменения сжимаемости среды при фазовых превращениях. Своеобразные волновые течения с кинематическими волнами возникают и при фильтрации многофазных жидкостей. [c.5]

Рис. 8.1.2. Схемы распада произвольного разрыва концентраций фаз (заданные штриховыми линиями, определяющими 20(2) при t = 0) и образования кинематических (безынерционных) волн центрированных волн и скачков) для случая всплывающих дисперсных 1астиц или пузырьков (Рг < Рц Шд>0). Для случая осаждающихся частяц или капель (шо < 0) реализуются аналогичные схемы с противоположным движением волн и фаз

Эрозионному изнашиванию подвергаются детали арматуры, осуществляющие дросселирование жидкости плунжеры и седла дросселирующих и регулирующих клапанов. Износ при эрозионном изнашивании завися г от режима дросселирования жидкости, продолжительности его воздействия на деталь и свойств материала детали. Различают процессы щелевой или ударной эрозии и кавитацио-ного разрушения металла. При щелевой эрозии поверхности деталей размываются действием струи влажного пара, проходящего с большой скоростью через щель, образуемую седлом и плунжером. При ударной эрозии материал разрушается под действием ударов капель воды о поверхность детали.При кавитационном режиме движения в потоке быстро движущейся среды и соответствующих гидродинамических условиях образуются пузырьки (пустоты) в результате нарушения ее сплошности. Схлопываясь, они создают местные гидравлические удары, которые, действуя на металлическую поверхность, разрушают ее. Увеличение срока службы деталей при эрозионном изнашивании достигается изменением режимов работы арматуры уменьшением скорости среды в дросселирующем сечении путем снижения перепада давлений, применением ступенчатого (каскадного) дросселирования, увеличением сечения отверстий для прохода среды, применением эрозионно-стойких материалов. [c.264]

В дальнейшем могут встретиться случаи движения сплошной среды с непрерывным по ходу движения среды возникновением (исчезновением) вещества данного сорта за счет, например, химической реакции превращения одного из составляющих ее веществ в другое или вследствие изменения фазового состояния вещества (испарение движущейся жидкости, сопровождающееся возникновением в ней пузырьков пара, или, наоборот, конденсация пара и появление в нем жидких капель, цепенение жидкого металла, таяние льдинок в потоке воды и т. п.). В этих случаях естественно говорить о применении в сплошных средах методов механики переменной массы . Теоретической моделью такого рода явлений может служить заданное наперед, определяемое химической или физической кинетикой происходящих в движущейся среде процессов, непрерывное распределение источников притока (стока) массы, с интенсивностью, характеризуемой секундным, отнесенным к единице объема приростом массы вещества в данной точке потока. Эту величинз имеющую размерность [М/(7у Г)] = плотность/время, было бы естественно обозначить символом р, но, чтобы не смешивать ее с индивидуальной производной по времени ф/di, примем для нее обозначение /. Связь между символами ф/di и / определится из очевидного соотношения [c.56]

В лаборатории специального материаловедения проводились исследования возможности применения метода электрофореза, для получения антифрикционных покрытий. Электрофорезом называется явление движения в жидкости взвешенных твердых частиц, пузырьков газа, капель другой жидкости, коллоидных частиц под действием внешнего электрического поля. Таким образом, частицы коллоидно растворенного вещества, как и ионы, могут обладать электрическим зарядом. Но явление электрофореза отличается от электролиза тем, что при электролизе вещества выделяются на электродах в эквивалентных количествах, а при электрофорезе происходит заметный перенос вещества только в одном каком-нибудь направлении. Таким образом, электрофорез дает возможность нанесения тонких, одинаковых по толщине пленок на поверхность детали из мелкодисперсных однородных или разнородных порошков. Особен--но заманчив этот метод в случае сложной конфигурации детали или если необходимо нанести покрытия на внутренюю поверхность детали с малым отверстием. Толщина наносимого покрытия может строго регулироваться. Нами производились эксперименты по нанесению покрытий из дисульфида молибдена на цилиндрические стержни диаметром 25 мм при расстоянии между электродами, равном 10 мм. Исследовалось также влияние жидкой среды. Из испытанных жидких сред (изоамилового спирта, толуола, ацетона, бутилового спирта, изопропилового спирта) лучшие результаты были получены при осаждении в нзоироииловом спирте. В этом случае скорость осаждения была большей, а покрытие более плотным. После высыхания нанесенного слоя производилась термообработка покрытия в атмосфере водорода при температуре 1200° С при этом дисульфид молибдена восстанавливался до молибдена. Изменяя время термообработки, можно получить слой покрытия практически с любым количеством молибена и дисульфида молибдена. Образующийся в ходе реакции атомарный молибден прочно связывает частицы непрореагировавшего дисульфида молибдена в сплошное прочное покрытие. В результате же диффузии атомарного молибдена в верхние слои покрываемой детали нанесенное покрытие прочно соединяется с подложкой. Толщина покрытш колебалась от 0,05 до 0,2 мм. Покрытия большей толщины получаются рыхлыми и непрочными. Путем регулирования времени термообработки можно получить покрытия, обладающие высокими механическими и антифрикционными свойств а мн. [c.114]

Термокапиллярное движение капли при нелинейной зависимости поверхностного натяжения от температуры. В работе [65] рассмотрена капля, находящаяся в постоянном внешнем градиенте температуры, с нелинейной зависимостью поверхностного натяжения от температуры. В тех случаях, когда эта зависимость немонотонна, в отсутствие гравитации возможно появление плоскостей равновесия капель — устойчивых и неустойчивых. Наличие таких плоскостей может помешать, например, технологическому процессу удаления пузырьков из расплава в условиях микрогравитации при помощи приложения температурного градиента. [c.242]

ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ, совокупность явлений, возникающих в дисперсных системах и выражающихся либо в движении од-но11 фазы относительно другой под действием внеш. электрич. поля, либо в появлении разности потенциалов в направлении относительного движения фаз под действием механич. сил. К Э я. относятся электрофорез— движение в жидкости взвешенных ТВ. ч-ц, пузырьков, капель др. жидкости под действием внеш. электрич. поля электроосмос — движение жидкости через капилляры или ТВ. пористые диафрагмы под действием внеш. электрич. поля возникновение разности потенциалов в жидкости в направлении оседания находящихся в ней взвешенных тв. ч-ц (потенциал оседания, или седиментации) возникновение разности потенциалов между концами капилляра или поверхностями пористой перегородки при про-давливании через неё жидкости (п о-т е н ц и а л течения). [c.871]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...