Труды 4-й РНКТ (2006). Том 5. Испарение, конденсация. Двухфазные течения

Десятов А.В., Диев М.Д., Морской Д.Н., Пономарев А.Н., Черкасов С.Г.
Эволюция одиночного пузырька при внезапном изменении внешнего давления в окружающей жидкости

Исследовательский центр им. М.В.Келдыша, Москва, Россия
Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана, Россия

Аннотация

Проведен анализ эволюции пузырька, находящегося в бесконечном объеме несжимаемой жидкости, когда выполняется политропный «закон» роста/схлопывания. Получены расчетные соотношения для скорости изменения размеров пузырька в политропном процессе при произвольном значении показателя политропы и в изотермном процессе. Проанализирован энергетический баланс, в котором учтены изменение внутренней энергии, кинетическая энергия, поверхностная энергия и работа, совершаемая силой внешнего давления. Определены пределы сжатия пузырька.

Заключение

Основой проведенного анализа является формула (7), которая является точным решением в рамках принятой постановки задачи и обобщает известную формулу Рэлея за счет учета поверхностного натяжения и учета изменения давления в пузырьке, описываемом уравнением политропы. Предположение о политропной связи между давлением и объемом пузырька удобно тем, что позволяет исключить из расчета необходимость вычисления температурного поля в жидкости, однако с физической точки зрения оно представляет собой довольно грубое упрощение реальных процессов. Тем не менее, как показывают полученные выше результаты, принятая упрощенная модель отслеживает основные закономерности и может оказаться полезной для анализа на качественном уровне.

Приведенные материалы получены при поддержке РФФИ (гранты 05-08-01288-а и 05-08-18004-а).

Скачать/просмотреть текст доклада (в формате pdf)

Следующая страница: Ершов И.Н., Кузнецов В.В., Шамирзаев А.С. Гидродинамика движения газового снаряда и межфазный массообмен в прямоугольных мини-каналах