1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Прикладная математика и механика
  4. T. 87, № 3, 2023

Прикладная математика и механика, 2023, T. 87, № 3, стр. 392-408

О некоторых закономерностях реализации электростатической неустойчивости заряженной поверхности жидкости в бассейне конечных размеров

А. И. Григорьев 1, *, С. О. Ширяева 2, **, В. А. Коромыслов 3, ***

1 Институт проблем механики им. А.Ю. Ишлинского РАН
Москва, Россия

2 Ярославский государственный университет им. П.Г. Демидова
Ярославль, Россия

3 Петербургский государственный университет путей сообщений Императора Александра I. Ярославский филиал
Ярославль, Россия

* E-mail: grigorai@mail.ru
** E-mail: shir@uniyar.ac.ru
*** E-mail: s_myslov@mail.ru

Поступила в редакцию 31.10.2022
После доработки 01.02.2023
Принята к публикации 15.03.2023

Аннотация

Рассмотрены физические закономерности реализации электростатической неустойчивости плоской заряженной поверхности несжимаемой вязкой проводящей жидкости в бассейне конечных размеров, где спектр появляющихся капиллярных волн дискретен. Показано, что критические условия начала электростатической неустойчивости несжимаемой вязкой проводящей жидкости в бассейне конечных размеров, совпадают с таковыми для безграничной поверхности бесконечно глубокой идеальной несжимаемой жидкости (совпадают с условиями реализации неустойчивости Тонкса–Френкеля). Это позволяет при экспериментальной проверке критерия реализации неустойчивости Тонкса–Френкеля пользоваться бассейнами конечных размеров, не допуская принципиальных ошибок.

Ключевые слова: плоская поверхность жидкости, электростатическое и гравитационное поля, электростатическая неустойчивость

Список литературы

  1. Rayleigh (Strutt J.W.) On the equilibrium of liquid conducting masses charged with electricity // Phil. Mag. 1882. V. 14. P. 184–186.

  2. Hendrics C.D., Schneider J.M. Stability of conducting droplet under the influence of surface tension and electrostatic forces // J. Amer. Phys. 1963. V. 1. № 6. P. 450–453.

  3. Taylor G.I. Disintegration of water drops in an electric field // Proc. Ro.y Soc. London. 1964. V. A280. P. 383–397.

  4. Zeleny J. On the conditions of instability of electrified drops, with application to the electrical discharge from liquid points // Proc. Cambridge Phil. Soc. 1914. V. 18. Pt. 1. P. 71–83.

  5. Zeleny J. Instability of electrified liquid surfaces // The Phys. Rev. 1917. V. 10. № 1. P. 1–6.

  6. Doyle A., Moffet D.R., Vonnegut B. Behavior of evaporating electrically charged droplets // J. Coll. Sci. 1964. V. 19. P. 136–143.

  7. Hunter H.C., Ray Asit K. On progeny droplets emitted during Coulombic fission of charged microdrops // Phys. Chem. Chem. Phys. 2009. V. 11. № 29. P. 6156–6165.

  8. Inculet I.I., Floryan J.M., Haywood R.J. Dynamics of water droplets breakup in electric fields // IEEE Trans. on Industry Appl. 1992. V. 28. № 5. P. 1203–1209.

  9. Karyappa R.B., Deshmukh S.D., Thaokar R.M. Breakup of a conducting drop in a uniform electric field // J. Fluid Mech. 2014. V. 754. P. 550–589.

  10. Григорьев А.И. Электростатическая неустойчивость сильно заряженной струи электропроводной жидкости // ЖТФ. 2009. Т. 79. № 4. С. 36–45.

  11. Cloupeau M., Prunet Foch B. Electrohydrodynamic spraying functioning modes: a critical review // J. Aerosol Sci. 1994. V. 25. № 6. P. 1021–1035.

  12. Jaworek A., Krupa A. Classification of the modes of EHD spraying // J Aerosol Sci. 1999. V. 30. № 7. P. 873–893.

  13. Tonks L. A Theory of liquid surface rupture by uniform electric field // Phys. Rev. 1935. № 48. P. 562–568.

  14. Френкель Я.И. К теории Тонкса о разрыве поверхности жидкости постоянным электрическим полем в вакууме // ЖЭТФ. 1936. Т. 6. № 4. С. 348–350.

  15. Taylor G.I., McEwan A.D. The stability of horizontal fluid interface in a vertical electric field // J. Fluid Mech. 1965. V. 22. № 1. P. 1–15.

  16. Габович М.Д., Порицкий В.Я. Исследование нелинейных волн на поверхности жидкого металла, находящегося в электрическом поле // Письма в ЖЭТФ. 1981. Т. 33. № 6. С. 320–324.

  17. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Гидродинамика. М.: Наука, 1982. 620 с.

  18. Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Наука, 1982. 620 с.

  19. Лазарянц А.Э., Ширяева С.О., Григорьев А.И. Скаляризация векторных краевых задач. М.: Русайнс, 2020. 142 с.

  20. Найфе А.Х. Методы возмущений. М.: Мир, 1976. 455 с.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Прикладная математика и механика

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал