ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Свободное движение одиночных капель и пузырей в жидкости из "Процессы и аппараты химической технологии Том2 Механические и гидромеханические процессы" Движение капель и пузырей в жидкости отличается от движения твердых частиц в ней наличием поверхности раздела фаз жидкость-жидкость или жидкость-газ. На этой поверхности касательная составляющая скорости отлична от нуля, в результате внутри движущейся капли (пузыря) возникает конвективное движение, способствующее лучшему обтеканию капли по сравнению с твердой сферой. Поэтому при одних и тех же значениях числа Рейнольдса коэффициент сопротивления капли набегающему жидкому потоку меньше, чем твердой частицы. Отрыв потока при движении капли наблюдается при более высоких значениях числа Ке, чем в случае твердой сферы, а скорость гравитационного осаждения капли выше скорости твердой сферы того же объема и массы. Из-за подвижности межфазной поверхности при определенных значениях чисел Рейнольдса и Вебера возможна деформация и осцилляция капель и пузырей. [c.215] В пузырях, в отличие от капель, заполняющая их среда сжимаема, что при деформации пузырей вызывает пульсации их объема и скорости, а также флуктуации их положения около направления движения. [c.215] Выражение для силы сопротивления жидкой капли с мембранной фазой (окруженной жидкой оболочкой), обтекаемой поступательным стоксовым потоком вязкой несжимаемой жидкости, приведено в [12]. [c.218] Ф (оо) = 1,65 + 0,1 - 0,75л (частица), погрешность которых по данным [12] в диапазоне 0,6 л 1,0 не превышает 1,5%. [c.218] Более подробно движение капель и пузырей в неньютоновских средах рассмотрено в [100, 103]. [c.219] 103] приводится график, с помощью которого по значениям чисел подобия Ке, Во, Мо можно определить форму движущейся капли или пузыря сферическую, эллипсоидальную, усеченную, чашеобразную. Сферическая форма капли или пузыря сохраняется при О Ке2 400 Во 0,4 и Мо 0,6. Сохранение эллипсоидальной формы остается возможным вплоть до Во 40. При этом в случае Кег 1 отношение горизонтальной и вертикальной полуосей эллипсоида находится из эмпирической формулы [104] X = 1+ 0,091 Уе° , где число Вебера определяется через диаметр эквивалентной по объему сферы. [c.219] Обтекание несферической капли потоком вязкой ньютоновской жидкости рассмотрено в [97], а эллипсоидального пузыря — в [105]. Деформация и колебания капли и пузыря приводят к тому, что начиная с некоторого значения числа Ке2 (Кез 400), соответствующего минимуму сопротивления, коэффициент Сд начинает возрастать, достигает значения коэффициента сопротивления твердой сферы, а затем и превосходит его [100, 103]. [c.219] Решение соответствующей гидродинамической задачи о движении пузырьков при умеренных числах Рейнольдса в приближении пограничного слоя [49, 106] дает Сд= 48/Ке. [c.220] Полученные оценки Сд занижены по сравнению с экспериментальными результатами, поскольку не принималось во внимание присутствие в жидкости ПАВ, влияющих на движение даже при значительных скоростях всплытия пузыря. [c.220] Подробный обзор результатов исследований термокапиллярного дрейфа капель и пузырей при различных усложняющих факторах приведен в [12]. [c.221] Сравнительно недавно было установлено [ПО], что наличие в жидкости растворимых поверхностно-активных веществ также может приводить к капиллярному дрейфу капли, если на ее поверхности ПАВ вступают в гетерогенную химическую реакцию (в том числе экзо- и эндотермическую). [c.222] Вернуться к основной статье