Диссертация Динамика и разрушение капель сложных жидкостей
Подождите немного. Документ загружается.
291
Фиг. 3.16. Зависимости фактора растекания ламеллы
β
≡2r
l
/d
i
как
функции безразмерного времени
τ
. Круги - экспериментальные точки
для «небольшой» водной ламеллы, представленной на фиг. 3.2. Кривая
«Краевая струя» - численное решение уравнения (3.5.2) для тех же
самых экспериментальных условий и однородной по периметру
краевой струи. Кривые, обозначенные как «Мостики» и «Капли»,
демонстрируют рассчитанные траектории движения толстых и тонких
частей краевой струи (капель и мостиков между ними), в случаях
распада струи на капли и мостики в моменты времени
τ
*
=1, 3 и 5.
292
Фиг. 4.1. Распад кольцевых струй (осесимметричных пленок) воды (а)
и водного раствора высокомолекулярного полиакриламида
концентрации 200 млн
-1
(б). Кольцевая струя формируется в результате
стационарного натекания цилиндрической струи (∅=3 мм,
v
i
∼4 м/c) на
небольшое дискообразное препятствие [Рожков (1984)].
293
Фиг. 4.2. Зависимость сдвиговой вязкости
µ
от скорости сдвига e для
раствора ПЭО c=1000 млн-1. Измерения выполнены с помощью
вискозиметра, измерительным узлом которого являются коаксиальные
цилиндры. Диапазон скоростей сдвига в измерениях соответствует
скоростям сдвига, реализуемым при столкновении капли с
препятствием,
e≈v
i
/d
i
≈1000 с
-1
. Сдвиговая вязкость растворителя
(воды) равна 1 мПа×с.
294
Фиг. 4.3. Концентрационные зависимости времени релаксации
θ
(открытые символы) и отношения модуля упругости и поверхностного
натяжения
G/
γ
(зачерненные символы) для раствора ПЭО. Данные
получены с помощью элонгационного реометра - прибора
микроРЕОТЕСТБЕРа [Базилевский и др. (1987, 1997, 2001а)].
295
t= -0.163 мс τ= -0.203 t= 0.619 мс τ= 0.770
t=0.913 мс τ = 1.129 t=1.695 мс τ=2.095
t=1.891 мс τ=2.345
t=2.673 мс τ=3.314
t=2.909 мс τ=3.687
t=3.691 мс τ=4.678
296
t=3.819 мс τ=4.678
t=4.601 мс τ=5.636
t=4.837 мс τ=5.959 t=5.619 мс τ=6.923
t=5.827 мс τ=7.256 t=6.609 мс τ=8.229
Фиг. 4.4. Последовательности видеокадров наблюдений сбоку (первая
колонка) и сверху (вторая и третья колонки) за процессом соударения
капли раствора ПЭО
c=10 млн
-1
с дискообразным препятствием.
Условия удара:
d
i
=2.793±0.031 мм, v
i
=3.481±0.037 м/с,
τ
=t/t
∗
, t
∗
=d
i
/v
i
,
<d
i
>/<v
i
>=0.802 мс. Масштабы кадра: ширина × высота - 21.13×15.05
мм (вид сбоку) и 21.55
×17.64 мм (вид сверху). Кадры одного ряда
соответствуют одной и той же капле. Изображение ламеллы на первом
кадре ряда получено в тот же момент времени, что и второй кадр этого
же ряда.
297
Фиг. 4.5. Схема структуры ламеллы раствора ПЭО. 1 - перед
схлопыванием, 2 - в процессе схлопывания.
298
t = -0.180 мс τ = - 0.238 t = 0.602 мс τ = 0.799
t = 0.791 мс τ=1.036 t = 1.573 мс τ = 2.060
t = 1.827 мс τ = 2.419 t = 2.609 мс τ = 3.454
t = 2.837 мс τ = 3.703 t = 3.619 мс τ = 4.723
299
t = 3.790 мс τ = 4.895 t = 4.572 мс τ = 5.905
t = 4.839 мс τ = 6.355 t = 5.621 мс τ = 7.383
t = 5.820 мс τ = 7.561 t = 6.602 мс τ = 8.576
Фиг. 4.6. Последовательности видеокадров наблюдений сбоку (первая
колонка) и сверху (вторая и третья колонки) за процессом соударения
капли раствора ПЭО
c=100 млн
-1
с дискообразным препятствием.
Условия удара:
d
i
=2.648 ± 0.036 мм, v
i
=3.477 ± 0.021 м/с,
τ
=t/t
∗
,
t
∗
=d
i
/v
i
, <d
i
>/<v
i
>=0.761 мс. Масштабы кадра: ширина × высота -
21.13
×15.05 мм (вид сбоку) и 21.55×17.64 мм (вид сверху). Кадры
одного ряда соответствуют одной и той же капле. Изображение
ламеллы на первом кадре ряда получено в тот же момент времени, что
и второй кадр этого же ряда.
300
Фиг. 4.7. Безразмерный диаметр ламеллы
β
=d/d
i
для раствора ПЭО
c=10 млн
-1
(∆ - данные получены при наблюдении сбоку; Ο - данные,
получены при наблюдении сверху) и безразмерный размер жидкого
пальца
d
f
/d
i
(Â), как функции безразмерного времени
τ
=t/(d
i
/v
i
).
Прямые линии соединяют точки, которые получены в одном опыте.
Линия, обозначенная как «Вода», есть усредненная зависимость
β
=
β
(
τ
)
для воды при примерно таких же экспериментальных условиях
[Rozhkov et al. (2002)]. Условия удара:
d
i
=2.793±0.031 мм,
v
i
=3.481±0.037 м/с,
τ
=t/t
∗
, t
∗
=d
i
/v
i
, <d
i
>/<v
i
>=0.802 мс.