ЭФФЕКТ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ НА ВСПЛЕСК ЖИДКОСТИ ПРИ ПАДЕНИИ КАПЛИ НА ТВЕРДОЕ ПРЕПЯТСТВИЕ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Исследуются удары капель воды и этилового спирта по небольшому металлическому диску, диаметр которого (4 мм) незначительно превосходит диаметр капли (2.8 мм). Капли падали с высоты 0.10–0.65 м и достигали перед ударом скорости 1.40–3.57 м/с. С помощью высокоскоростной видеосъемки зарегистрированы различные стадии столкновения капли с препятствием. Обнаружено, что при переходе от воды к этиловому спирту при одних и тех же условиях удара наблюдается заметный рост максимального диаметра всплеска и времени его достижения. Также наблюдения показывают, что переход от неразрывного всплеска к всплеску с фрагментацией определяется исключительно значением ударного числа Вебера, критическое значение которого имеет порядок 100. Подтверждена ранее установленная степенная зависимость максимального диаметра всплеска от ударного числа Вебера.

Об авторах

А. В Базилевский

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

Email: baz@ipmnet.ru
Москва, Россия

А. Н Рожков

Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН

Email: rozhkov@ipmnet.ru
Москва, Россия

Список литературы

  1. Wang X., Xu B., Guo S., Zhao Y., Chen Z. Droplet impacting dynamics: Recent progress and future aspects // Adv. Colloid Interface Sci. 2023. V. 317. P. 102919.
  2. Arogeti M., Sher E., Bar-Kohany T. An experimental study of the events that follow a drop hitting a small surface // Exp. Therm. Fluid Sci. 2024. V. 150. P. 111067.
  3. Josserand C., Thoroddsen S.T. Drop Impact on a Solid Surface // Annu. Rev. Fluid Mech. 2016. V. 48. P. 365-391.
  4. Bourouiba L. Fluid Dynamics of Respiratory Infectious Diseases // Annu. Rev. Biomed. Eng. 2021. V. 23. P. 547-577.
  5. Dbouk T., Drikakis D. On respiratory droplets and face masks // Phys. Fluids. 2020. V. 32. P. 063303.
  6. Базилевский А.В., Рожков А.Н. Удар микроструи по микроволокну // Изв. РАН. МЖГ. 2023. № 5. С. 110–118.
  7. Lebanoff A.P., Dickerson A.K. Drop impact onto pine needle fibers with non-circular cross section // Phys. Fluids. 2020. V. 32. No. 9. P. 092113.
  8. Rozhkov A., Prunet-Foch B., Fedyushkin A., Vignes-Adler M. Fragmentation of water drops in collision with a small obstacle // Atomization and Sprays. 2023. V. 33. No. 10. P. 1–15.
  9. Базилевский А.В., Рожков А.Н. Круглые всплески вязкой жидкости // Изв. РАН.МЖГ. 2024.№ 4. С. 123–135.
  10. Abkarian M., Stone H.A. Stretching and break-up of saliva filaments during speech: A route for pathogen aerosolization and its potential mitigation // Physical Review Fluids. 2020. V. 5. P. 102301.
  11. Davis S.S. The rheological properties of saliva // Rheol. Acta. 1971. V. 10. No. 1. P. 28–35.
  12. Haward S.J., Odell J.A., Berry M., Hall T. Extensional rheology of human saliva // Rheol Acta. 2011. V. 50. P. 869–879.
  13. Рожков А.Н. Упругость и релаксационные свойства ротовой жидкости // Российский журнал биомеханики. 2021. Т. 25. № 4. С. 393–405.
  14. Корнфельд М. Упругость и прочность жидкостей. М.-Л.: Государственное издательство техникотеоретической литературы, 1951. 108 с.
  15. Базилевский А.В., Мейер Д.Д., Рожков А.Н. Динамика и разрушение импульсных микроструй полимерных жидкостей // Изв. РАН. МЖГ. 2005. № 3. С. 45–63.
  16. Rozhkov A., Prunet-Foch B., Vignes-Adler M. Star-like breakup of polymeric drops in electrical field // Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics. 2015. V. 226. P. 46–59.
  17. Руденко А.О., Рожков А.Н. Движение упругой капли через отверстие в тонкой пластине // Изв. РАН. МЖГ. 2024. № 5. С. 76–85.
  18. Руденко А.О., Рожков А.Н. Удар упругой капли по тонкому цилиндру // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. 2024. Т. 66. № 4. С. 236–247.
  19. Gittings S., Turnbull N., Henry B., Roberts C.J., Gershkovich P. Characterisation of human saliva as a platform for oral dissolution medium development // European Journal of Pharmaceutics and Biopharmaceutics. 2015. V. 91. P. 16–94.
  20. Джураев А.Д., Балтабаев У.А., Авхутская Г.С. Медицинская химия. Ташкент: Министерство высшего и среднего специального образования Республики Узбекистан, 2018. 494 с.
  21. Rozhkov A., Prunet-Foch B., Vignes-Adler M. Dynamics of a liquid lamella resulting from the impact of a water drop on a small target // Proceedings of The Royal Society. London. Series A. 2004. V. 460. P. 2681–2704.
  22. Bazilevsky A.V., Rozhkov A.N. Impact of a small disk on a sessile water drop // Phys. Fluids. 2020. V. 32. P. 087101.
  23. Tyurenkova V.V., Smirnova M.N., Stamov L.I., Smirnov N.N. Mathematical modeling of droplet collisions in sprays under microgravity conditions // Acta Astronautica. 2024. V. 219. P. 459–466.
  24. Базилевский А.В., Рожков А.Н. Всплеск упругой жидкости – реологический тест полимерных растворов // Высокомолекулярные соединения. Сер. А. 2018. Т. 60. № 3. С. 235–248.
  25. Rayleigh L. On the instability of jets // Proc. London Math. Soc. 1879. V. 10. P. 4–13.
  26. Vernay C., Ramos L., Ligoure C. Free radially expanding liquid sheet in air: Time-and space-resolved measurement of the thickness field // J. Fluid Mech. 2015. V. 764. P. 428–444.
  27. Rozhkov A., Prunet-Foch B., Vignes-Adler M. Impact of drops of surfactant solutions on small targets // Proc. R. Soc. A. 2010. V. 466. P. 2897–2916.
  28. Taylor G.I. The dynamics of thin sheets of fluid. II. Waves on fluid sheets // Proc. Roy. Soc. London. Series A. 1959. V. A253. No. 1274. P. 296–312.
  29. Taylor G.I. The dynamics of thin sheets of fluid. III. Disintegration of fluid sheets // Proc. Roy. Soc. London. Series A. 1959. V. A253. No. 1274. P. 313–321.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025