Волны давления, распространяющиеся через жидкости, содержащие пузырьки, в трубках, известные как "пузырьковый поток", ведут себя иначе, чем в однофазных жидкостях, что требует точного понимания процессов их распространения и контроля за ними. Затухание волн давления особенно важно для характеристики динамики их распространения, что требует четкой идентификации факторов и механизмов затухания. Хотя известно, что волны давления в пузырьковых потоках очень чувствительны к изменениям площади поперечного сечения трубы, лежащий в их основе механизм ослабления остается неразрешенным.
В этом исследовании исследователи из Университета Цукубы разработали уравнение, описывающее распространение волны давления в пузырьковых потоках по трубам с различной площадью поперечного сечения. Их анализ подтвердил, что изменение площади поперечного сечения трубы способствует ослаблению волны давления в пузырьковых потоках. Количественные сравнения с другими факторами ослабления, включая вязкость жидкой фазы и сжимаемость, показали, что скорость изменения площади поперечного сечения трубы является ключевым параметром, определяющим ослабление волны давления.
Это исследование способствует фундаментальному пониманию затухания волн давления в пузырьковых потоках. Кроме того, поскольку уравнение учитывает трубки произвольной формы поперечного сечения, оно имеет многообещающие применения при создании пузырьков с использованием сходящихся-расходящихся трубок с резкими изменениями площади поперечного сечения.
Эта работа была частично выполнена при содействии JSPS KAKENHI (№ 22K03898), JKA и ее рекламных фондов от KEIRIN RACE, а также исследовательского гранта Komiya от Японского общества турбомашиностроения. Эта работа была частично основана на результатах, полученных в рамках проекта, субсидируемого Организацией по развитию новой энергетики и промышленных технологий (NEDO) (№ JPNP20004). Эта работа была частично поддержана лучшими участниками программы Strategy of Transborder Advan Researches (TriStar), проводимой в качестве Стратегической программы профессионального развития молодых исследователей MEXT.
Комментарии