Выпуск:
2017. Том 3. №4Об авторах:
Велижанин Артем Александрович, аспирант, Институт криосферы Земли СО РАН; artem.velizhanin@mail.ruАннотация:
Задачи, связанные с движением вязких жидкостей в капиллярах при низких числах Рейнольдса, актуальны вследствие развития нанотехнологий в электронике, медицине и прочих областях человеческой практики. Но результаты многочисленных экспериментальных исследований таких течений свидетельствуют о неудовлетворительном совпадении с их теоретическим описанием. При наличии в потоке второй фазы движение еще более усложняется, что многократно увеличивает трудности теоретического моделирования.
Целью настоящей работы является получение количественных экспериментальных данных об однофазных течениях воды и масла в цилиндрическом капилляре при низких числах Рейнольдса, а также о процессе замещения одной жидкости другой. В экспериментах производились измерения перепада давления и массы прошедшей через капилляр жидкости, выполнялась фото- видео- фиксация движения фронтов вытеснения в широком диапазоне чисел Рейнольдса (0,002 < Re < 500).
Установлено, что при однофазном течении движение жидкости в условиях проведенного эксперимента никогда не является стационарным, и его основные параметры не совпадают с теоретически предсказанными. Выявлены и описаны характерные этапы течения при замещении одной жидкости другой. Вытеснение масла водой происходит в «поршнеобразном» режиме, граница масло-вода имеет сферическую форму и после ее прохождения на стенках капилляра остается масляная пленка. Описаны особенности поведения пленки при однофазном течении воды. При вытеснении воды маслом режим течения с однозначно выраженной границей не реализуется, в потоке наблюдаются многочисленные капли и перемычки. Отмечено, что наличие масляной пленки на поверхности капилляра приводит к увеличению расхода жидкости через него.
Ключевые слова:
Список литературы:
