ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
нии капилляра. Сила, возникающая вследствие захлопывания кавитационных пузырьков, действует на
жидкость у входа в капилляр. Направление силы совпадает с направлением действия звуковой волны.
Перемещение жидкости происходит внутри капилляра, вдоль его оси, направление перемещения
совпадает с направлением действия силы. Продолжительность импульсов давления может оцени-
ваться по времени максимального давления при захлопывании полости.
За время захлопывания t жидкость в капилляре приобретает начальную скорость V
i
, а дальше про-
должает двигаться по инерции до момента следующего захлопывания кавитационной полости. Высота,
на которую поднимается жидкость за один период колебаний Т, составляет ∆h
i
= V
i
(T – t). Величина V
i
вычисляется с учетом сечения капилляра, массы столба жидкости и сил вязкого трения, препятствую-
щих подъему жидкости. Общая высота подъема жидкости в капилляре
∑
=
∆+≈
n
i
i
hhh
1
0
, (2.42)
где h
0
– высота подъема, определяемая силами поверхностного натяжения; п – число колебаний на мо-
мент отсчета. Жидкость поднимается по капилляру под воздействием динамических пульсаций только
при условии, что кавитационная область, состоящая из пульсирующих и захлопывающихся пузырьков,
находится непосредственно под капилляром. Нарушение локализации в окрестностях основания капил-
ляра кавитационных пузырьков и уход их приводит к мгновенному опусканию жидкости до уровня, опре-
деляемого силами поверхностного натяжения.
Интенсивность звуковых и кавитационных динамических пульсаций, температура жидкости имеют
определенные оптимальные значения, при которых звукокапилярный эффект наиболее выражен. Звуко-
капилярный эффект в десятки и сотни раз ускоряет процессы пропитки пористо-капиллярных материа-
лов и выделения ценных веществ, поэтому он применяется при пропитке катушек трансформаторов
клеями и лаками, при дублении кож, экстрагировании биологически активных веществ из растительно-
го и другого сырья и окрашивании толстых тканей. Эффект используется при металлизации сложных
изделий, так как обеспечивает хорошее проникновение горячего припоя во все зазоры.
2.4.2 Турбулентность и вихреобразование
Причиной возникновения турбулентности часто являются неустойчивости, они исчерпывающе ис-
следованы и достаточно понятны. Однако существует относительно меньшее понимание процессов,
связывающих зарождение турбулентности и ее «взрывное» развитие, т.е. понимание того, как от беско-
нечно малого возмущения, возникшего в одной области сплошной среды, система ниже по течению
становится полностью турбулентной [36].
Динамические системы, которые подчиняются нелинейным уравнениям движения, могут по-
разному становиться непредсказуемыми. Расчеты, основанные на самых различных математических
моделях, показали, что этот путь к хаосу подчиняется законам, обладающим общностью, и эти законы
были подтверждены также экспериментами на множестве реальных систем. К реальным системам, ко-
торые подчиняются этим законам, относятся системы с конвекцией [36].
Когда течение жидкости в трубе ламинарно, профиль скорости становится независимым от коорди-
наты х вдоль ее оси, если х больше так называемой длины начального участка. Будучи осредненным по
времени, турбулентное течение в трубе также становится не зависящим от х при больших значениях х, и
по достижении этого состояния турбулентность называют полностью развитой турбулентностью.
Структура турбулентности, характеризующая течение в трубе, довольно сложна из-за наличия са-
мой трубы, поэтому статистические теории обычно применяются, в первую очередь, к идеальному слу-
чаю однородной турбулентности. Этот случай можно попытаться реализовать в эксперименте, пропус-
кая поток среды с постоянной скоростью через равномерную проволочную решетку. Срывающиеся с
прутьев решетки вихри сливаются и ниже по течению образуют турбулентное поле, которое можно
считать развитым и структура которого не зависит от координат. Она немного должна меняться в зави-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 46
- 47
- 48
- 49
- 50
- …
- следующая ›
- последняя »
