Диссертация Динамика и разрушение капель сложных жидкостей
Подождите немного. Документ загружается.
271
а
б
Фиг. 2.10. . а – Состояние струи ПАА\6\25 спустя 160 мкс после начала
истечения. б - Импульсная микроструя упруговязкой жидкости в
ситуации, близкой к переходу от течения с распадом к течению без
распада, моделируется жидкой гантелью.
272
Фиг. 2.11. Решения уравнения (2.5.6) для различных значений
параметра
A=
γρ
(
π
a
0
3/2
θ
/m
0
)
2
/4. 1 – A=0.072, 2 – A=0.076, 3 – A=0.081,
4 –
A=0.083, 5 – A=0.092, 6 – A=0.14, 7 – A=0.28.
273
Фиг. 2.12. Решение уравнения (2.5.6) T
∗
=T(X=0), как функция
параметра
A=
γθ
2
/(
ρ
a
0
x
0
2
) – кривая 1. Зависисть изменения величины
T
∗
A
1/2
от параметра A – кривая 2.
274
Фиг. 3.1. Схема эксперимента по исследованию соударения капли с
небольшим дискообразным препятствием. Падающая капля пересекает
оптический барьер, который посылает сигнал об этом событии Системе
Управления. Система Управления, в свою очередь, посылает
управляющие сигналы двум видеокамерам Lhesha, одна из которых
наблюдает процесс сбоку, а другая сверху. Для каждой падающей
капли боковая видеокамера записывает на одном кадре три
последовательных изображения капли, каждое из которых
соответствует состоянию капли в разные моменты времени
t
1
, t
2
, t
3
.
Моменты времени видеозаписи изображений
t
1
, t
2
, t
3
задаются заранее
и выбираются таким образом, чтобы в моменты времени
t
1
и t
2
капля
еще находилась в состоянии свободного падения перед препятствием, а
в момент времени t
3
капля уже подверглась соударению. Анализ
изображения капли в моменты времени
t
1
, t
2
позволял определить
диаметр капли
d
i
и ее скорость v
i
перед соударением, а также момент
времени касания капли и препятствия. Благодаря знанию последней
величины рассчитывалось время между моментом касания и
регистрацией третьего изображения капли в момент времени
t
3
.
Видеокамера, наблюдающая процесс сверху, записывала два
видеокадра, первый из которых регистрировался в тот же момент
t
3
, что
и третье изображение в боковой видеокамере. Второй видеокадр в
верхней видеокамере регистрировался в другой заранее заданный
момент времени. История соударения восстанавливалась, как
последовательность изображений капли, полученных в различные
моменты времени.
275
276
277
Фиг. 3.2.. Последовательности видеокадров процессов столкновений
«небольшой» капли воды (левая колонка) и «большой» капли воды
(правая колонка) с дископодобным препятствием (черный круг в центре
каждого кадра). Визуализация осуществлена скоростной видеокамерой
Изменение времени соударения – сверху вниз. Интервал времени
между кадрами - 1 мс, время экспозиции 1мкс. Условия удара для
«небольшой» капли (левая колонка): диаметр капли
d
i
=2.67 мм,
скорость
v
i
=3.87 м/с, число Вебера We
i
=
ρ
v
i
2
d
i
/
γ
=550, диаметр диска
d
t
=4.0 мм; для «большой» капли (правая колонка): d
i
=3.89 мм, v
i
=3.84
м/с,
We
i
=792, d
t
=7.0 мм.
278
Фиг. 3.3. В координатах x/d
i
, tv
i
/d
i
(x - любой линейный параметр
капли) эволюция профиля капли на препятствии одна и та же для
любой капли, если вязкие и поверхностные эффекты пренебрежимо
малы. 1 - капля перед ударом, 2 – соударяющаяся капля, 3 -
дископодобное препятствие, 4 - вязкий пограничный слой.
279
Фиг. 3.4. Разрыв ламеллы тонкой иглой и формирование угла Маха-
Тейлора.
280
t=1.105 мс
τ
=1.45 ep5ad2 t=1.655 мс
τ
=2.17 ep5bd2
t=1.841 мс
τ
=2.42 ep7ad1
t=2.841 мс
τ
=3.74 ep7bd1
t=2.650 мс
τ
=3.50 ep9ad2
t=3.650 мс
τ
=4.83 ep9bd2
Фиг. 3.5. Разрыв ламеллы двумя иглами, установленными на
расстоянии 2.053 мм (в верхней части кадра) и 3.88 мм (в нижней части
кадра) от центра препятствия - диска. Диаметр диска (в центре кадра)
d
t
=3.7 мм. Условия удара: d
i
=2.591±0.012 мм, v
i
=3.394±0.025 м/с,
We
i
=411. Кадры в одном ряду соответствуют одной и той же капле.