Экология СПРАВОЧНИК

При с = а (сфера) выражение (22) переходит в (21).[ ...]

При С= 1,3 • 10 12 получается хорошее согласие с результатами экспериментальных исследований. Однако это значение не соответствует значению, вычисленному согласно (23). Такое несоответствие обусловлено приближенным характером предположений, которыми Зелени воспользовался при выводе выражения (23). Он допускал, что не только в условиях равновесия, но и при его нарушении внутреннее давление компенсируется внешним давлением. Кроме того, оно было выведено для случая, когда сфероид мало отличался от сферы. Такие предположения оказываются неправильными для момента наступления разрушения поверхности капли и приводят к неверному результату для критического значения поля, так как в сильных электрических полях отклонение от сферической формы и разность внутреннего и внешнего давления могут быть весьма большими.[ ...]

Тейлор [547] предпринял попытку получить выражение для критического поля незаряженной капли, при выводе которого учитывались форма в момент нарушения устойчивости и различие во внутреннем и внешнем давлении. При этом он рассмотрел два вида приближения. В первом виде приближения уравнения равновесия должны удовлетворяться на полюсах и экваторе сфероида, тогда как во втором они удовлетворяются только на полюсах, а на экваторе осуществляется баланс между внутренним давлением, поверхностным натяжением и общей силой, вызываемой электрическим полем, которая действует на половину сфероида.[ ...]

Для того чтобы определить значение С, при котором возникает неустойчивость капли, Тейлор вычислил изменение С в зависимости от отношения с/а. Он обнаружил, что с увеличением отношения с/а до 1,9 происходит рост значения С до 1,54- Ю5. Для более высоких значений отношения с/а величины С начинают уменьшаться. Это означает, что при С = 1,54 - 105 наступает неустойчивое состояние капли в однородном электрическом поле, критическая напряженность которого определяется из (25).[ ...]

Теоретические исследования поведения капель в сильных электрических полях были выполнены не только для аэрозолей, но и для гидрозолей и эмульсий, например, Г. М. Панченковым и Л. К- Цабеком [153] и др.[ ...]

Исследования Зелени повторил Инглиш [292], использовавший осциллограф вместо гальванометра, что позволило провести детальное изучение процесса. При наложении на капилляр с каплей на конце положительного потенциала, равного 6800 В, он обнаружил тонкую струю воды, вырывающуюся из капли, и светящиеся стримеры коронирования, которые, по-видимому, связаны с капельками струи, так как обнаруживались на некотором расстоянии от поверхности капли. При увеличении потенциала до 7100В наблюдалось соответственное увеличение количества капелек, светимости и пульсаций тока. При переходе к отрицательному потенциалу образование струйки капелек происходило при 6700 В, т. е. при таком же значении, как и при положительном потенциале. Однако возникавшее свечение было значительно слабее, чем при положительном потенциале.[ ...]

Через примерно равные интервалы времени приходилось резко повышать напряженность поля, так как происходила скачкообразная потеря заряда примерно на 30%- Эти скачки соответствовали моментам выброса из поверхности капель струйки мельчайших капелек, диаметром меньше 15 мкм. Число капелек находилось в пределах 1—10 и росло с увеличением размеров испаряющихся капель от 60 до 200 мкм. В пределах точности эксперимента для воды и анилина было получено вполне удовлетворительное согласие с формулой Релея (21). При этом знак заряда капелек не оказывал какого-либо влияния.[ ...]

Доусон [277], исходя из теоретических соображений, получил, что даже сравнительно небольшие внешние поля могут значительно повлиять на условия возникновения неустойчивости при испарении заряженных капель.[ ...]

Все описанные выше эксперименты выполнялись при комнатной температуре. Представляло интерес получить данные для тех значений температуры, при которых в грозовых облаках еще наблюдаются крупные капли, т. е. примерно до —10° С. Такое исследование при температурах от 46 до —9°С для капель радиусом 1,2; 1,5 и 2,7 мм было выполнено Аусманом и Бруком [217]. Они получили качественное подтверждение требования, согласно которому с понижением температуры должен происходить рост критической напряженности поля неустойчивости капли, так как понижение температуры сопровождается увеличением поверхностного натяжения. Однако количественное согласие отсутствовало. Скорость изменения критической напряженности поля для капель радиусом 1,2 мм была примерно в 2 раза больше вычисленной, а для капель радиусом 2,7 мм — в 10 раз. Такие большие различия между экспериментальными и теоретическими данными они пытались качественно объяснить осцилляцией капель при падении в электрическом поле. Так, амплитуда осцилляции капли зависит от вязкости воды, которая в пределах температуры от 40 до —9° С изменяется в 4 раза. Кроме того, амплитуда сильно зависит от размеров капель.[ ...]

Рисунки к данной главе:

Слияние капель радиусом 1,25 мм в горизонтальном электрическом поле напряженностью 8 • 105 В/м. Скорость съемки 4500 кадров/с. По В. А. Дячуку и др. [47].

Вернуться к оглавлению