Previous Page  3 / 14 Next Page
Information
Show Menu
Previous Page 3 / 14 Next Page
Page Background

Ф.Ш. Хафизов, А.А. Александров, С.П. Сущев

80

ISSN 1812-3368. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Естественные науки. 2017. № 1

Циркуляция жидкости в капле определенного размера возникает при при-

ближении скорости сплошной среды, обтекающей ее, к определенному крити-

ческому значению [3, 4]. Предположим, что при неизменной относительной

скорости газа все капли распадаются на части меньшего (стабильные, без внут-

ренней циркуляции) и большего (нестабильные, с внутренней циркуляцией,

подверженные изменению и дроблению) размера.

Условный критический диаметр капли

кр

,

d

при котором начинается ее

дробление, определяют из соотношения

0,42

0,78

2 2

г

ж г

ж

3

кр ж

ж

г ж

1, 25 10

,

u

d

g

  

 

 

 

где

ж

— поверхностное натяжение диспергируемой жидкости;

ж

— плот-

ность распыляемой жидкости;

u

— разность скоростей жидкости капли и обду-

вающего ее газа;

г

— динамическая вязкость газа;

г

— плотность газа;

g —

ускорение свободного падения.

Критическому диаметру соответствует критическое значение критерия Рей-

нольдса:

2 2

ж г

кр 2

г

ж г

4,55 σ ρ

Re

.

μ g ρ ρ

Изменение и дробление капель начинается при возникновении отрывного

течения сплошной среды в задней части капли [5]. Количественно степень

устойчивости капли оценивают по критерию Вебера, характеризующему соот-

ношение инерционных сил и сил поверхностного натяжения:

2

к ж

ж

We

,

u d

где

к

d

— диаметр капли.

Для определения критического значения критерия Вебера (дробление кап-

ли) учитываются не только физические свойства жидкости, но и другие факто-

ры, которые влияют на устойчивость капли [5], в том числе критерий Рейнольд-

са, определяющий режим обтекания капли:

к г

г

Re

,

u d

критерий Лапласа, определяющий соотношение сил вязкости с силами поверх-

ностного натяжения:

ж ж

2

ж

Lp

,

к

d

 

а также соотношение плотностей и вязкостей сплошной среды и капель жидкости:

2

г

г

2

1

кр

кр

ж ж

μ ρ

We 0, 5 Re

Lp .

μ ρ

   

   

   

Здесь

ж

— вязкость жидкости.