Отправить статью по E-mail 
Экспериментальное исследование поперечного размера вязкой струи при ее истечении из капиллярного канала
- Авторы: Сафронов А.А.1, Коротеев А.А.1, Агафонов А.Е.1, Григорьев А.Л.1, Филатов Н.И.1
-
Учреждения:
- АО ГНЦ «Центр Келдыша»
- Выпуск: № 5 (2024)
- Страницы: 52-58
- Раздел: Статьи
- URL: https://bakhtiniada.ru/1024-7084/article/view/283865
- DOI: https://doi.org/10.31857/S1024708424050054
- EDN: https://elibrary.ru/NQXKBT
- ID: 283865
Цитировать
Открытый доступ
Доступ предоставлен
Аннотация
Радиусы отверстия капиллярного канала и истекающей из него струи в общем случае различны. Трение жидкости о стенки канала приводит к параболическому распределению скорости, в то время как малые касательные напряжения на границе свободной струи обусловливают выравнивание скоростного профиля. Диссипативные эффекты влияют как на длину участка установления профиля скорости, так и ее осредненное по радиусу значение, а также установившийся радиус струи. Ранее соответствующая задача теоретически решалась в осесимметричном приближении. Однако при малых значениях числа Рейнольдса условие симметрии не выполняется из-за возникновения участка изгибного течения. Помимо этого, в струях, истекающих с малой скоростью, возникают явления глобальной и граничной неустойчивости капиллярного течения. Совокупность нелинейных взаимосогласованных эффектов приводит к несимметричной относительно оси деформации профиля скорости на участке установления и неоднозначности зависимости радиуса струи от числа Рейнольдса. В работе впервые представлены результаты экспериментального изучения зависимости установившегося радиуса высоковязких струй от скорости при возникновении участка изгибного течения.
Полный текст
Об авторах
А. А. Сафронов
АО ГНЦ «Центр Келдыша»
Автор, ответственный за переписку.
Email: a.a.safr@yandex.ru
Россия, Москва
А. А. Коротеев
АО ГНЦ «Центр Келдыша»
Email: a.a.safr@yandex.ru
Россия, Москва
А. Е. Агафонов
АО ГНЦ «Центр Келдыша»
Email: a.a.safr@yandex.ru
Россия, Москва
А. Л. Григорьев
АО ГНЦ «Центр Келдыша»
Email: a.a.safr@yandex.ru
Россия, Москва
Н. И. Филатов
АО ГНЦ «Центр Келдыша»
Email: a.a.safr@yandex.ru
Россия, Москва
Список литературы
- Middleman S., Gavis J. Expansion and contraction of capillary jets of Newtonian liquids // Physics of Fluid. 1961. N. 4. I. 355. P. 355–359.
- Simon L., Wronski G., Wronski S. The shape of low-speed capillary jets of Newtonian liquids // J. Fluid Mech. 1966. V. 35. P. 1. P. 185–198.
- Kruyt N.P., Cuvelier C., Segal A., Zanden J. A total linearization method for solving viscous free boundary flow problems by the finite element method // International journal for numerical methods in fluids. 1988. V. 8. I. 3. P. 351–363.
- Brasseur E., Fyrillas M.M., Georgiou G.C., Crochet M.J. The time-dependent extrudate-swell problem of an Oldroyd-B fluid with slip along the wall // J. Rheol. 1998. V. 42. P. 549–566.
- Mitsoulis E., Georgiou G., Kountouriotis Z. A study of various factors affecting Newtonian extrudate swell // Computers & Fluids. 2012. V. 57. P. 195–207.
- Georgiou G.C., Papanastasiou T.C., Wilkes J.O. Laminar Newtonian jets at high Reynolds number and high surface tension // AIChE Journal. 1988. V. 34. N. 9. P. 1559–1562.
- Chesnokov Y.G., Razumovskij N.A. Free surface of a high speed capillary jet // Applied Scientific Research. 1998. V. 59. P. 77–88.
- Сафронов А.А. Радиационное остывание немонодисперсного капельного потока в бескаркасных системах отвода низкопотенциального тепла в космосе // Инженерно-физический журнал. 2024. Т. 97. №1. С. 20–28.
- Коротеев А.А., Сафронов А.А., Филатов Н.И., Григорьев А.Л., Хлынов А.В. Исследование генераторов капель бескаркасных систем теплоотвода в космосе // Космическая техника и технологии. 2023. №1(40). С. 83–94.
- Сафронов А.А., Коротеев А.А., Филатов Н.И., Григорьев А.Л. Изгиб вязкой струи, истекающей из капиллярного отверстия // Инженерно — физический журнал. 2022. Т. 95. № 1. С. 72–79.
- Yakubenko P.A. Capillary instability of an ideal jet of large but finite length // European Journal of Mechanics. B, Fluids. 1997. V. 16. N. 1. P. 39–48.
- Yakubenko P.A. Global capillary instability of an inclined jet // Journal of Fluid Mechanics. 1997. V. 346. I. 10. P. 181–200.
- Umemura A., Osaka J., Shinjo J. Coherent capillary wave structure revealed by ISS experiments for spontaneous nozzle jet disintegration // Microgravity Sci. Technol. 2020. V.32. P. 369–397.
- Сафронов А.А., Коротеев А.А., Григорьев А.Л., Филатов Н.И. Моделирование самоиндуцированного капиллярного распада струи вязкой жидкости. Известия высших учебных заведений // Прикладная нелинейная динамика. 2023. Т. 31. № 6. С. 673–685.
- Vihinen I., Honohan A.M., Lin S.P. Image of absolute instability in a liquid jet // Physics of Fluids. 1997. 9(11). P. 3117–3119.
Дополнительные файлы
