Analysis of gravitational settling regimes for a drop
The results of a study on the gravitational settling of water drops with a diameter of 0.5 - 5 mm in air are presented. A new setup for studying the characteristics of drop setting is tested. To obtain reproducible drops and to measure their sizes, the Mariotte bottle and gravimetric method are presented as the most appropriate. For Weber numbers We < 1.6, the patterns of drop setting correspond to a solid spherical particle. It is shown that the length of the non-stationary section of the drop trajectory increases linearly from 1 to 15 m with increasing the drop diameter. The approximation dependence for the distance traveled to reach a stationary settling regime is obtained. It is shown that Klyachko-Mazin formula is the most adequate for determining the drag coefficient in the range of Reynolds numbers Re = 0.3 ÷ 700. The numerical calculation results are in quantitative and qualitative agreement with the experimental data.
Keywords
drop,
solid spherical particle,
gravitational settling,
settling regime,
Reynolds number,
drag coefficient,
distance travelled to attain a stationary settling regime,
experimental study,
numerical studyAuthors
| Arkhipov Vladimir A. | Tomsk State University | leva@niipmm.tsu.ru |
| Basalaev Sergey A. | Tomsk State University | tarm@niipmm.tsu.ru |
| Perfilieva Kseniya G. | Tomsk State University | k.g.perfiljeva@yandex.ru |
| Romandin Vladimir I. | Tomsk State University | romandin@niipmm.tsu.ru |
| Usanina Anna S. | Tomsk State University | usaninaanna@mail.ru |
Всего: 5
References
Карлин Л.Н., Матвеев Л.Т. Об основных факторах образования атмосферных осадков // Ученые записки Российского государственного гидрометеорологического университета. 2006. № 2. С. 65-69.
Архипов В.А., Жарова И.К., Козлов Е.А., Ткаченко А.С. Прогнозирование экологических последствий распространения облака токсичных аэрозолей в районах падения отработанных ступеней ракет-носителей // Оптика атмосферы и океана. 2015. Т. 28, № 1. С. 89-93.
Ткаченко А.С., Жарова И.К., Козлов Е.А. Эволюция облака капель при аварийном сбросе авиационного топлива // Известия вузов. Физика. 2013. Т. 56, № 9/3. С. 210-212.
Подрезов Ю.В. Особенности применения и разработки современных авиационных средств борьбы с лесными пожарами // Проблемы безопасности и чрезвычайных ситуаций. 2019. № 2. С. 46-50.
Хасанов И.Р., Орлов О.И. Эффективность экранирующей способности распыленной воды при пожаре // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2019. № 60. С. 132-140. doi: 10.17223/19988621/60/10.
Зверьков М.С. Совершенствование способов мониторинга капельно-дождевой эрозии почв в условиях Нечерноземной зоны Российской Федерации : дис.. канд. техн. наук. М., 2015.
Фукс Н.А. Механика аэрозолей. М. : Изд-во АН СССР, 1955.
Келбалиев Г.И. Коэффициенты сопротивления твердых частиц, капель и пузырей различной формы // Теоретические основы химической технологии. 2011. Т. 45, № 3. С. 264-283.
Архипов В.А., Антонникова А.А., Басалаев С.А., Перфильева К.Г. Методы измерения коэффициента сопротивления сферической частицы в нестандартных условиях // Оптика атмосферы и океана. 2019. Т. 32, № 6. С. 495-499. doi: 10.15372/AOO20190613.
Архипов В.А., Васенин И.М., Шрагер Г.Р., Усанина А.С. Динамическое взаимодействие частиц дисперсной фазы в гетерогенных потоках. Томск : Изд. Дом Том. гос. ун-та, 2019. 330 с.
Бутов В.Г., Васенин И.М., Шрагер Г.Р. Деформация капли в вязком потоке и условия существования ее равновесной формы // Прикладная математика и механика. 1982. Т. 46, № 6. С. 1045-1049.
Нигматулин Р.И. Динамика многофазных сред. М. : Наука, 1987. Ч. 1.
Шиляев М.И., Шиляев А.М. Аэродинамика и тепломассообмен газодисперсных потоков. Томск : Изд-во Том. гос. арх.-строит. ун-та, 2013. 272 с.
Терехов В.И., Пахомов М.А. Тепломассоперенос и гидродинамика в газокапельных потоках. Новосибирск : Изд-во НГТУ, 2008. 284 с.
Алешкевич В.А., Деденко Л.Г., Караваев В.А. Механика сплошных сред. М. : Изд-во ФФ МГУ, 1998.
Адамсон А. Физическая химия поверхностей. М. : Мир, 1979.
