МГУ им М.В. Ломоносова

Московский государственный университет им М.В. Ломоносова

Контакты

121357, Москва
ул. Кременчугская, 11
Этот адрес электронной почты защищен от спам-ботов. У вас должен быть включен JavaScript для просмотра.
+7 (499) 340 09 04

Social

Новости Лаборатории СУНЦ МГУ в RSS  Лаборатория на YouTube Мы на twitter Мы вконтакте

Жидкие плёнки как результат соударения двух струй круглого сечения

В данной работе рассмотрены явления, сопровождающие соударения двух жидких струй круглого сечения. Исследован результат соударения — жидкая плёнка. Качественное изменение плёнки достигается изменением угла соударения двух струй. Основные режимы течения плёнки: плоский диск, плёнка в виде «листа» («лист» — деформированный эллипс), «парабола», совокупность «листов». Совокупность «листов» — это последовательность «листов», расположенных в разных плоскостях попеременно.

Исследован переход от одного режима к другому при изменении угла соударения струй. Режимы диск, лист и совокупность листов изучены наиболее подробно. На примере диска выявлена основная причина распада плёнки — волны на ней. Они появляются в результате гидродинамической неустойчивости жидкой плёнки. Амплитуда волн увеличивается при удалении от места соударения, что разрушает плёнку. Изучен вопрос о достижении наибольшей площади плёнки. При малых углах исследовано количество звеньев совокупности «листов».

В работе режимы течения плёнок изучены при различных параметрах струй: скоростях, диаметрах сечения и коэффициентах поверхностного натяжения жидкости.

Также в работе наблюдались красивые эффекты: плёнка, колеблющаяся как флаг на ветру (при больших скоростях и определённых углах); отрыв сплошной плёнки от основного диска; собирание жидкости в плёнку, отделённую от основного «листа» чёткой границей (при малом коэффициенте поверхностного натяжения жидкости); купол (при соударении двух струй с разным диаметром сечения).

Для проведения экспериментов была разработана специальная гидродинамическая установка. Также был проведен ряд экспериментов со скоростной видеокамерой. Наша экспериментальная установка позволяет получать две достаточно устойчивые струи заданных параметров: ориентация в пространстве, скорость, диаметр, поверхностное натяжение.

Результаты данной работы могут быть использованы при проведении химических реакций (учитывая особенности строения плёнки и её движение; особенности строения — большая площадь при заданном сечении). Также в работе предложены новые варианты декоративных фонтанов.