Вибрации могут оказывать значительное влияние на поведение неоднородных по плотности гидродинамических систем. Вертикальные вибрации достаточно высокой интенсивности могут стабилизировать состояния равновесия двухслойных систем в гравитационном поле, в которых более плотная жидкость расположена над менее плотной, а горизонтальные вибрации могут приводить к новым устойчивым состояниям равновесия с наклонной или даже вертикальной границей раздела жидкостей [1]. Это позволяет рассматривать вибрации как простое и эффективное средство управления поведением неоднородных гидродинамических систем.
В настоящем докладе анализируется влияние вибраций разного типа на поведение многофазных сред. Первая часть доклада посвящена воздействию вибраций на поверхности раздела несмешивающихся и смешивающихся жидкостей. Рассматриваются механизмы неустойчивости поверхностей раздела жидкостей в вибрационных полях и методы управления поведением систем с поверхностями раздела жидкостей с помощью вибраций. Обсуждается применение поступательных вибраций для повышения устойчивости фронта вытеснения, а также применение поступательных и вращательных вибраций для управления течениями и тепломассопереносом при выращивании кристаллов из расплава методами плавающей зоны, Бриджмена и Чохральского.
Вторая часть доклада посвящена влиянию вибраций на поведение жидкостей с твердыми, жидкими или газовыми включениями, суспензий и эмульсий. Рассматриваются резонансные колебания пузырьков и капель в колеблющейся жидкости и вызванная высокочастотными вибрациями средняя деформация включений. Анализируются средние вибрационные силы, действующие на твердые, жидкие и газовые включения со стороны жидкости, взаимодействие включений в колеблющейся жидкости и формирование периодических структур в суспензиях и эмульсиях. Обсуждается применение акустических и неакустических вибраций для повышения эффективности процессов разделения фаз, в том числе процессов обогащения минерального сырья методом флотации.
Выявленные закономерности поведения многофазных сред в вибрационных полях делают перспективным применение вибраций для управления технологическими процессами с участием таких сред.
[1] Любимов Д.В., Любимова Т.П., Черепанов А.А. Динамика поверхностей раздела в вибрационных полях. – М.: Физматлит, 2003. – 216 с.