Движение вязкой жидкости в капилляре в поле центробежных сил

Abstract

Наведено математичну модель і результати розрахунків процесу руху рідини в капілярній трубці, що обертається у сітчастому барабані. Показано, що засмоктуване в капілярну трубку повітря впливає на процес зневоднення за рахунок додаткового тиску на меніск, яке сприяє видавлюванню рідини з капіляра. Визначено, що спільна дія сил поверхневого натягу та інерції призводить до виникнення додаткового коливального руху меніска навколо точки рівноваги. Наявність опору замикаючої капіляр сітки сприяє значному пригніченню коливань аж до їх повного зникнення. Отримано наближені аналітичні залежності, що описують вплив поверхневого натягу, кута змочування, радіуса поперечного перерізу капіляра і радіуса барабана на кутову швидкість, необхідну для повного зневоднення.

Приведена математическая модель и результаты расчетов процесса движения жид-кости в капиллярной трубке, вращающейся в сетчатом барабане. Показано, что засасываемый в капиллярную трубку воздух оказывает влияние на процесс обезвоживания за счет дополнительного давления на мениск, которое способствует выдавливанию жидкости из капилляра. Определено, что совместное действие сил поверхностного натяжения и инерции приводит к возникновению дополнительного колебательного движения мениска вокруг точки равновесия. Наличие сопротивления замыкающей капилляр сетки способствует значительному подавлению колебаний вплоть до их полного исчезновения. Получены приближенные аналитические зависимости, описывающие влияние поверхностного натяжения, угла смачивания, радиуса поперечного сечения капилляра и радиуса барабана на угловую скорость, необходимую для полного обезвоживания.

The mathematical model and process calculation results of a fluid motion in a capillary tube, which rotates in grid drum are given. It is shown, that air, which is absorbed in capillary tube, influences on dehydration process because of additional pressure on a meniscus. This pressure promotes to remove of a fluid from a capillary. It is determined that the combined effect of surface tension forces and inertia onset of additional oscillations of a meniscus around of an equilibrium point. The re-sistance presence of a grid situated in end of capillary, promotes considerable decrease of oscillations down to their complete disappearance. The approximate analytical dependences describing influence of a surface tension, wetting corner, radius of a capillary cross section and a drum radius on an an-gular velocity that is necessary for a complete dehydration are obtained.