Стенд для экспериментального исследования динамики осаждения облака бидисперсных капель

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Представлены описание экспериментального стенда и примеры его применения для исследования динамики гравитационного осаждения облака бидисперсных капель с заданными значениями их диаметров и начальной концентрации. Основным элементом стенда является оригинальное устройство для получения кластера капель. Показано, что для условий проведенных экспериментов, характеризующихся образованием бидисперсного облака при одновременном отрыве двух горизонтальных слоев монодисперсных капель, на начальном участке осаждения облако движется как единое целое. На некотором расстоянии, зависящем от размеров капель, бидисперсное облако расслаивается на два кластера монодисперсных капель, каждый из которых движется в режиме “продуваемого” облака.

Full Text

Restricted Access

About the authors

В. A. Архипов

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Author for correspondence.
Email: leva@niipmm.tsu.ru
Russian Federation, 634050, Томск, просп. Ленина, 36

С. A. Басалаев

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: leva@niipmm.tsu.ru
Russian Federation, 634050, Томск, просп. Ленина, 36

Н. Н. Золоторёв

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: leva@niipmm.tsu.ru
Russian Federation, 634050, Томск, просп. Ленина, 36

К. Г. Перфильева

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: k.g.perfiljeva@yandex.ru
Russian Federation, 634050, Томск, просп. Ленина, 36

В. И. Романдин

Национальный исследовательский Томский государственный университет

Email: leva@niipmm.tsu.ru
Russian Federation, 634050, Томск, просп. Ленина, 36

References

  1. Шрайбер А.А. Многофазные полидисперсные течения с переменным фракционным составом дискретных включений // Итоги науки и техники. Комплексные и специальные разделы механики. 1988. Т. 3. С. 3.
  2. Волков Р.С., Керимбекова С.А., Стрижак П.А. // Письма в ЖТФ. 2021. Т. 47. № 22. С. 28. https://doi.org/10.21883/PJTF.2021.22.51723.18791
  3. Saufi A.E., Calabria R., Chiariello F., Frassoldati A., Cuoci A., Faravelli T., Massoli P. // Chem. Eng. J. 2019. V. 375. 122006. https://doi.org/10.1016/j.cej.2019.122006
  4. Керимбекова С.А., Волков Р.С., Стрижак П.А. // Письма в ЖТФ. 2023. Т. 49. № 20. С. 3. https://doi.org/10.61011/PJTF.2023.20.56337.19676
  5. Пажи Д.Г., Галустов B.C. Основы техники распыливания жидкостей. М.: Химия, 1984.
  6. Архипов В.А., Басалаев С.А., Золоторёв Н.Н., Романдин В.И., Поленчук С.Н. Патент на изобретение № 2829293 РФ // Опубл. 30.10.2024. Бюл. № 31.
  7. Адамсон А. Физическая химия поверхностей. М.: Мир, 1979.
  8. Лойцянский Л.Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1973.
  9. Архипов В.А., Басалаев С.А., Золоторёв Н.Н., Перфильева К.Г., Усанина А.С. // Письма в ЖТФ. 2024. Т. 50. № 5. С. 19. https://doi.org/10.61011/PJTF.2024.05.57179.19709
  10. Хоргуани В.Г., Калов Х.М. // Изв. АН СССР. Физика атмосферы и океана. 1975. Т. 11. № 3. С. 278.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic diagram of the experimental setup: 1 – two-chamber vessel; 2 – partition; 3, 4 – cylindrical chambers; 5, 6, 9, 10 – pipes; 7, 8 – capillaries; 11, 12 – open vessels with working fluid; 13, 14 – regulating valves; 15 – reservoir; 16, 17 – electropneumatic valves; 18 – controller; 19 – compressed air cylinder; 20 – reducer; 21 – pressure gauges.

Download (220KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Photograph of the initial cloud of bidisperse droplets formed at the ends of the capillaries.

Download (180KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Dependences of the gravitational sedimentation time of drops of different diameters on the distance traveled (D₁ = 5.0 mm, D₂ = 1.0 mm).

Download (75KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Qualitative picture of gravitational sedimentation of a cloud of bidisperse droplets with diameters D₁ = 3.7 mm, D₂ = 2.9 mm (a) and D₁ = 3.7 mm, D₂ = 3.2 mm (b) at different distances x from the BB plane: stage I – formation of a cloud of bidisperse droplets; stage II – stratification of the cloud into two clusters of monodisperse droplets.

Download (167KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Dependences of the settling velocity of a cluster of bidispersed droplets with diameters D1 = 3.7 mm, D2 = 2.9 mm on the traveled distance x: Ф – measured values ​​for a cluster of coarse droplets (D1 = 3.7 mm); ○ – measured values ​​for a cluster of fine droplets (D2 = 2.9 mm); 1, 2 – calculated dependencies u(x) for single droplets with diameters of 3.7 and 2.9 mm, respectively.

Download (78KB)
Indexing metadata
7. Fig. 6. Dependences of the settling velocity of a cluster of bidispersed droplets with diameters D₁ = 3.7 mm, D₂ = 3.2 mm on the traveled distance x: ⊙ – measured values ​​for a cluster of coarse droplets (D₁ = 3.7 mm); ○ – measured values ​​for a cluster of fine droplets (D₂ = 3.2 mm); 1, 2 – calculated dependencies u(x) for single droplets with diameters of 3.7 and 3.2 mm, respectively.

Download (78KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences