Динамика и теплообмен электрически заряженных частиц, эмиттируемых движущимся источником

О.В. Ким

Московский физико-технический институт

Диспергирование массы с ЛА может производиться, например, с целью орошения больших площадей (для борьбы с сельхозвредителями) полезными веществами, увеличения рассеивающих свойств струйно-вихревого следа тяжелого авиалайнера для его визуализации и повышения безопасности в окрестности аэропортов.

Естественно, что взаимодействие капель, несущих различные заряды, в результате их притяжения заканчивается их нейтрализацией. Если нейтрализация полная, то образующаяся капля может быстро испариться. Одной из важных “элементарных” задач является исследование парного взаимодействия капель одинакового заряда. Показано, что при их достаточно большой относительной скорости возможно слипание таких капель с увеличением суммарного электрического заряда.

Ставится модельная задача взаимодействия иона и заряженной капли. Основные предположения: 1) заряженная капля – недеформируемая сфера с диэлектрической проницаемостью \epsilon, с ”плавающим” в ней внутренним ионом; 2) поля квазистатичны относительно процесса взаимодействия внешнего иона и капли; 3) внутренний ион считается твердой сферой; 4) сила сопротивления, действующая на ион в капле, – сила Стокса.

Также решена задача о выбрасывании в поток источника капель в рамках следующих предположений: 1) капли – твердые незаряженные шарики; 2) обтекание частиц континуальное; 3) капли могут дробиться по достижении заданного критического числа Вебера; 4) капли движутся в поле силы тяжести Земли. В результате построены огибающая и кривые кратного дробления.

Работа проведена в рамках международного проекта INTAS 1817-01.