Гидродинамика и энергетика капли и капельных струй: формирование, движение, распад, взаимодействие с контактной поверхностью

При анализе физических моделей течений учитываются четыре механизма передачи энергии - со скоростью потока и групповой скоростью волн, медленными диссипативными процессами и в ходе быстрых прямых процессов перестройки атомно- молекулярный структуры вещества при уничтожении свободной поверхности сливающихся жидкостей. Доработана методика экспериментальных исследований, выполненных с учетом результатов анализа системы фундаментальных, впервые позволила в единой постановке провести исследования динамики и тонкой структуры на начальном этапе формирования капельных течений и выделить несколько стадий, содержащих характерные структурные элементы, как основу будущих классификаций режимов течений. Впервые экспериментально прослежен процесс распада границы области слияния жидкостей. В окрестности линии контакта визуализированы кольцевые капиллярные волны и быстрые тонкие радиальные струйки. Струйки наблюдались при слиянии и прозрачных, и окрашенных жидкостей. Они текут по поверхности каверны, достигают кромки венца и образуют шипы (спайки) с вершин которых вылетают мелкие капельки. Прослежена эволюция сложной картины системы брызг, вылетающих с вершин первичных шипов на границе области контакта жидкостей и вторичных на кромке венца. Результаты опытов указывают на существование нового сценария выравнивания плотностей смешивающихся жидкостей, а именно, путем взаимопроникновения волокнистых структур. Сформировавшиеся неоднородности распределения вещества переносятся течениями в жидкости и выравниваются процессами молекулярной диффузии. Все компоненты течения сохраняют тонкую волокнистую структуру, разрушаемую процессами молекулярной диффузии. Впервые экспериментально показано, что все режимы изменения структуры течения купельных течений сопровождаются генерацией волн двух типов: гравитационно-капиллярных и звуковых. Пакеты высокочастотных акустических волн образуются при первичном контакте капли с принимающей жидкостью и с задержкой при отрыве газовых пузырьков с разрывом связывающей перемычки. Впервые экспериментально установлена связь частоты и фазы объемных осцилляций осесимметричных газовых пузырьков с амплитудно-частотными параметрами акустических сигналов.