15. Образование и движение газовых пузырьков и жидких капель
Последняя распадается на капли благодаря избыточному скоростному напору относительно газовой среды. Распад проис¬ходит на некотором расстоянии от выходного сечения сопла, за¬висящем от скорости истечения, формы и шероховатости стенок сопла. В случаях, когда сообщение жидкости большого избыточного давления невозможно или нежелательно, применяют двух-поточное сопло (рис. 1-18, б). Здесь медленно вытека¬ющая струя жидкости окружена тангенциальным кольцевым высо¬коскоростным потоком газа (воздуха); распад струи происходит, как и в первом случае, под действием разности скоростей обеих фаз. Иными словами, в случае простого сопла для диспергирова-ния жидкости используется кинетическая энергия последней, а в случае двухпоточного сопла — кинетическая энергия газа.
Причиной распада струи на капли являются продольные волны, возникающие на ее поверхности по выходе из сопла глав¬ным образом под действием аэродинамических сил. Последние, возрастая по мере увеличения относительной скорости струи и плотности внешней газовой среды, стремятся деформировать и разорвать струю, чему препятствуют силы поверхностного натя¬жения. При небольшой относительной скорости струя на неко¬тором расстоянии от выходного сечения разрывается на отдельные части, которые под действием поверхностного натяжения сверты¬ваются в сферические капли. С увеличением относительной ско¬рости возникают волнообразные деформации струи и происходит ее распад на более мелкие капли. Наконец, при больших относи¬тельных скоростях на поверхности струи возникают малые волны, гребни которых отрываются, и струя распадается на очень мел-кие капли (распыляется) вблизи выхода из сопла.