Чаплина Т.О., Чашечкин Ю.Д., Степанова Е.В.
Две формы распада контактной поверхности несмешивающихся жидкостей в составном вихре с каверной
Two forms of contact surface breakup for immiscible liquids in the compound vortex with a cavern
| УДК: |
551.46 |
| Аннотация: |
Экспериментально изучена тонкая структура поверхностей раздела нефтяное тело - вода и жидкость (вода или несмешивающиеся углеводороды) - воздух в составном вихре, включая режим начала формирования эмульсий. В качестве объекта исследования были выбраны массово используемые жидкости (подсолнечное и авиационное масла, нефть, дизельное топливо, а также их смеси в разных пропорциях).
Проведенные опыты показали, что равномерный слой углеводорода на поверхности воды стягивается в масляное тело на оси течения. При этом часть нефтепродуктов остается на свободной поверхности в форме сплошных спиральных рукавов или распавшихся на отдельные капли. При больших угловых скоростях вращения капли нефти могут располагаться по всей контактной поверхности жидкость - воздух. Геометрия контактной поверхности зависит от параметров вихря, задаваемых угловой скоростью вращения индуктора и состава среды. |
Ключевые
слова: |
составной вихрь, несмешивающаяся жидкость, свободная поверхность, граница раздела фаз |
| Abstracts: |
The fine structure of the phase boundary surfaces between the oil body and water and also between the liquid (water or immiscible hydrocarbons) and air in a compound vortex is studied experimentally, including the beginning of the emulsions formation,. The widely-used liquids are chosen as the subject of research (sunflower and aviation oil, petroleum, diesel fuel and their mixtures in different proportions).
The experiments showed that a uniform layer of hydrocarbons on the water free surface is pulled together into the oil body located on the flow axis. Some portions of the oil remain on the free surface in the form of spiral arms, either continuous or decomposed into separate drops. At high angular speeds of rotation the oil droplets can be found all over the liquid - air contact surface. The contact surface geometry depends on the parameters of the vortex flow, determined by angular velocity of inductor rotation and quantitative composition of medium. |
| Keywords: |
compound vortex, immiscible liquid, free surface, phase boundary |
Авторы статьи:
ЧАПЛИНА
Татьяна Олеговна
chaplina_to@inbox.ru |
старший научный сотрудник физического факультета МГУ имени М.В.Ломоносова |
ЧАШЕЧКИН
Юлий Дмитриевич
chakin@ipmnet.ru |
заведующий лабораторией Механики жидкостей Института проблем механики имени А.Ю.Ишлинского РАН |
СТЕПАНОВА
Евгения Вячеславовна
step@ipmnet.ru |
старший научный сотрудник Института проблем механики имени А.Ю.Ишлинского РАН |
Список литературы:
| 1. |
Кутепов А.М., Латкин А.С. Вихревые процессы для модификации дисперсных систем. М.: Наука, 1999. 268 с. |
| 2. |
Карелин В.Я., Минаев А.В. Насосы и насосные станции. М.: Стройиздат, 1986. 2-е изд. 320 с. |
| 3. |
Алексеенко С.В., Куйбин П.А., Окулов В.Л. Введение в теорию концентрированных вихрей. Новосибирск: Ин-т теплофизики СО РАН, 2003. 504 с. |
| 4. |
Escudier M. P. Observations of the flow produced in a cylindrical container by a rotating endwall // Exp. Fluids. 1984. V. 2, iss. 4. P. 189-196. |
| 5. |
Чашечкин Ю.Д., Чаплина Т.О., Степанова Е.В. Две формы частичного распада масляного тела в вихревом течении // ДАН. 2014. Т. 456. №4. стр. 424-428. ISSN: 1028-3358. DOI 10.7868/S0869565214160117 |
| 6. |
Popescu N., Robescu D. Separation of Petroleum Residues Using the Vortex Separation Technique // U.P.B. Sci. Bull., Series D, 2011. Vol. 73, Iss. 1. |
| 7. |
Адамсон А. Физическая химия поверхностей. М.: Мир, 1979. 568 с. |
| 8. |
Ребиндер П.А. К теории эмульсий // Коллоидный журнал. Т. VIII. Вып. 3. 1946. с. 157. |
| 9. |
Степанова Е.В., Чаплина Т.О., Чашечкин Ю.Д. Экспериментальное исследование переноса масла в составном вихре // ПМТФ. 2013. Т.54, № 3. с. 79-86. |
|
|
