Первичная неустойчивость пленок жидкости, обдуваемых высокоскоростным потоком газа

Работа посвящена исследованию гидродинамики начального участка дисперсно-кольцевого течения. Исследована неустойчивость поверхности пленки жидкости при высоком числе Рейнольдса, обдуваемой высокоскоростным потоком газа. Пространственно-временная эволюция толщины пленки жидкости исследовалась при помощи метода лазерно-индуцированной флюоресценции и теневого метода.

Развитие течения пленки жидкости с высоким числом Рейнольдса непосредственно в начале взаимодействия с турбулентным потоком газа

Обнаружен начальный участок постоянной толщины пленки, близкой к толщине зазора, и исследовано влияние режимных параметров на длину этого участка. Начальные волны возникают и развиваются на этом участке толстой пленки. Переход начальных двумерных волн к трёхмерным волнам  связан с переходом волн на тонкую стабилизировавшуюся пленку вниз по потоку. Обнаружена существенная регулярность начальных волн. Характеристики начальных волн в области их линейного роста измерены двумя независимыми методами обработки, спектральным и статистическим методами. Сравнение измеренных волновых характеристик с результатами линейного анализа устойчивости на основе уравнения Орра-Зоммерфельда и квазиламинарной модели напряжений на межфазной границе при неравновесной толщине пленки на начальном участке подтвердило, что начальные волны возникают благодаря неустойчивости Кельвина-Гельмгольца. Полученные результаты являются первым значительным шагом в задаче моделирования волн возмущения. Решение этой масштабной задачи позволит существенно улучшить расчеты гидродинамики и теплообмена промышленных установок, с дисперсно-кольцевым течением, включая аппараты теплообмена, химической, нефтегазовой и атомной промышленности.

ИТ СО РАН, с. н. с., д. ф.-м. н. Черданцев А.В., м. н. с. Исаенков С.В., м. н. с., к. ф.-м. н. Вожаков И.С., инж. Черданцев М.В., с. н. с., к. ф.-м. н. Архипов Д.Г., рук. академик РАН Маркович Д.М., тел.: 8(383) 330-90-40.