7. Экспериментальные методы исследований взвесей

Из сказанного видно, что большую роль в анализе сложных течений играет опыт, физический эксперимент.

Для измерения скоростей потока используются: 1) термогидродинамические приборы по принципу действия аналогичные термоанемометрам, 2) фото – видео модели; 3) методы оптической однородности. Их суть - в качестве несущей среды и взвеси применяются прозрачные материалы, обладающие одинаковым показателем преломления. Это позволяет обойти затруднения, вызываемые затенением при значительных концентрациях. При этом измерение v, c_j взвеси производится при помощи фото и киносъемки.

7.1. Газожидкостные потоки

Особенности потока: 1. Принципиальным отличием движения газожидкостных смесей от обычных смесей с твердыми частицами есть то, что взвешенные компоненты в г/ ж среде в процессе движения обычно меняют свою форму и размер. Имеет место эффект поверхностного натяжения на границе компонент. Поэтому вопрос образования пузырей имеет самостоятельный интерес; 2. Неопределенность геометрии границы раздела между фазами.вносит проблему существования режима течения потока, устойчивости фаз; 3.Задачи гидродинамики таких течений связаны с теплофизикой (данные Кутателадзе С.С. и др.).

8. Течения неоднородных по плотности потоков в стратифицированных средах

Данные режимы встречаются в прикладных устройствах – водохранилищах, донных течениях в каналах и т.д. Разноплотностной поток характеризуется наличием более четкой границы раздела между слоями различной плотности. При устойчивой стратификации в таком потоке имеет место своеобразное распределение скорости и на границе слоев: где имеет место большой обычно наблюдается и большой , связанный с понижением в этой зоне турбулентных напряжений благодаря проявлению архимедовой силы.

Проблемы расчета стратифицированной сред: 1) определение условий их устойчивости – расслоение непрерывное или со скачком; 2) имеются полуэмпирические соотношения, связывающие условия исследований плотностного потока с модифицированым числом Fr.

Имеется много зарубежных исследований подобных течений (см. обзоры Леви И.И. Кулеша Н.П.). Заметим, что гидравлический расчет неустановившихся течений плавно меняющихся плотностных течений разработал в России Леви И.И.

Яркие результаты. Расчет ς при движении легкой жидкости над неподвижной тяжелой той же вязкости показывает:

1. При Re >20000 для верхнего слоя ς остается постоянным независимо от разности плотностей и др. параметров потока.

2. Вывод, основанный на физических соображениях: ς должен зависеть от разности плотностей, а также критериев Fr, Ri, Gr. Так, по данным Кинда ς при среднем на 30-40% меньше ς, полученному при

Данные результаты показывают неоднозначность эффектов и требуют детальных исследований при учете следующих факторов:

1. Выборе взаимного размещения водозабора и водосброса для тепловых электростанций.

2. Оценке величины максимального отбора свежей воды из реки.

3. Определения охлаждающей способности водохранилища и т.п.