Архив номеров

Рассмотрено влияние положения места лазерного нагрева, частоты и мощности лазера на вихревую картину и устойчивость течения в слое воды толщиной 1.4–5.1 мм. Установлено, что смещение точки нагрева от центра дна кюветы в направлении боковой стенки приводит к уменьшению размера вихрей в 2–3 раза, а также к усилению хаотизации вихревого течения. Вихревая картина формируется за счёт взаимодействия течения Марангони и Рэлея. При преобладании поверхностных сил Марангони реализуется двухвихревой режим. С ростом высоты слоя влияние сил плавучести возрастает, и реализуется смена режимов вихревого течения. При частоте мощности лазера много меньше, чем 1 Гц реализуется потеря устойчивости. В этом случае двухвихревой режим переходит к течению с большим количеством вихрей. Смена режимов течения определяется критическим значением числа Бонда (Bo_cr). С ростом мощности лазера от 300 до 800 мВт значение Bo_cr возрастает. Изменение частоты мощности лазеры приводит к изменению амплитуды тепловых колебаний на свободной поверхности жидкости. Наличие тепловых колебаний дестабилизирует течение Марангони на свободной поверхности и приводит к уменьшению Bo_cr. Полученные результаты могут применяться для управления вихревыми потоками в коллоидных системах для интенсификации теплообмена, а также управления смешением разных фаз.