Передача углового момента через границу раздела двух несмешиваемых жидкостей
Б.Р. Шарифуллин, И.В. Наумов
"Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск, Россия
sharifullinbulat@mail.ru"
Ключевые слова: гидродинамика, замкнутое вихревое течение, тепломассоперенос, вихревые биореакторы
Страницы: 67-78
Аннотация
В работе исследуется передача углового момента через границу раздела двух несмешиваемых жидкостей в замкнутом вихревом потоке, генерируемом в неподвижном цилиндрическом контейнере вращающимся диском, который является верхним торцом цилиндра. При вращении диска на верхнюю, менее плотную жидкость начинает действовать центробежная сила, которая приводит к возникновению центробежной циркуляции верхней жидкости. Так как закрученный поток верхней жидкости вдоль боковой стенки движется от вращающегося диска к границе раздела, он переносит угловой момент к границе раздела, тем самым закручивая нижнюю жидкость в результате воздействия вязкого трения. Возникает вынужденная циркуляция нижней жидкости. С помощью визуализации течения и измерения окружной компоненты скорости выявлены закономерности формирования вихревого течения более плотной жидкости, расположенной под границей раздела и не имеющей прямого контакта с твердым диском, генерирующем вихревое движение. Установлено, что развитие центробежной циркуляции нижней жидкости аналогично тому, как это происходит в моножидкости. Полученные результаты представляют интерес для дальнейшего развития вихревых аппаратов и реакторов, обеспечивающих сложное вихревое движение ингредиентов для интенсификации массопереноса, оптимизации работы действующих установок и для проектирования новых устройств.
|
