Тенденции распада струи

августа 17, 2010

Данные дают возможность качественно оценить тенденции распада струи при изменении отдельных ее параметров. Однако использование этих данных затруднено отсутствием количественных зависимостей, описывающих влияние свойств окружающей среды — ее плотности, скорости движения, температуры,— на распад струи. Необходимы также данные о влиянии на распад струи объектов, расположенных в непосредственной близости,— стенок камер, близлежащих струй и т. п.

Обобщая результаты работ по самопроизвольному распаду струй, вытекающих из круглых отверстий, можно представить механизм распада следующим образом. Равновесной формой для струи, вытекающей из круглого отверстия, является цилиндрическая. Вследствие неровностей выходного отверстия, а также других возмущений малого порядка струя несколько деформируется на выходе из отверстия. Силы поверхностного натяжения стремятся вернуть ей равновесно-цилиндрическую форму. В момент прохождения равновесной точки вектор силы достигает максимального значения и струя продолжает деформироваться по инерции, отклоняясь от положения равновесия. Затем под действием сил поверхностного натяжения развивается движение, направленное в обратную сторону, и цикл повторяется — в итоге струя начинает колебаться. Начальные возмущения благоприятствуют образованию волн, те в свою очередь, нарастая, способствуют пережиму струи и разделению ее на отдельные элементы.

В основу работ положен метод анализа размерностей. Л. А. Витман, рассматривая процесс распада струи жидкости, вытекающей из отверстия, и полагая, что распад струи вызывается осесимметричными возмущениями, получила систему уравнений, характеризующих движение жидкости в данных условиях:

В работе были исследованы закономерности и найдены зависимости, определяющие распад струй реальных жидкостей. Они включают частоту колебаний струи, время распада, размер образующихся капель, длину неразрушенной части струи, а также вязкость, плотность и поверхностную энергию жидкости и окружающей среды. В табл. 4 приведены выражения для оценки параметров, характеризующих распад струи. Видно, что учет физических параметров реальной жидкости вносит существенные поправки в формулы для определения основных характеристик распада струй.

Опубликовано в Распыленные металлические порошки