DISPERSION OF FLUID BY A VORTEX GENERATOR

Abstract

В работе рассматривалась возможность диспергирования жидкости, то есть возбуждения поверхностных волн, нарастание амплитуды которых ведёт к отрыву капель с её поверхности из-за параметрической неустойчивости поверхности раздела жидкостей (неустойчивости Релея) возникшей вследствие модуляции центробежного ускорения обусловленного модуляцией скорости поступающей в вихревую камеру генератора жидкости, а также вследствие неустойчивости, обусловленной модуляцией скорости сдвига (неустойчивости Кельвина – Гельмгольца). В настоящей работе в рамках вязкой, несжимаемой жидкости исследуется возможность диспергирования жидкости переменным давлением, возникающим в приосевой зоне вихревой камеры при работе генератора. Поскольку рассмотрение проводится для случая несжимаемой жидкости, то изменение давления отождествляется с изменением плотности жидкости. Решение ищется в линейном по вязкости приближении с помощью преобразования Фурье по координатам и преобразования Лапласа по времени. Оказалось, что диспергирование жидкости в этом случае, то есть неустойчивость поверхности жидкости, обусловлена так же, как и в работе, параметрическим резонансом и описывается в зависимости от скорости поступления жидкости в вихревую камеру генератора, длины вихревой камеры, вида выходного отверстия (сопла) уравнениями Матье или Мейснера. Из решения этих уравнений получены границы устойчивости поверхности жидкости.