细颈容器倾角对瓶颈效应影响的实验研究

工程热物理学报 , 2015, 36(10): 2150-2154.

细颈容器倾角对瓶颈效应影响的实验研究

樊玉峤 ^1, , 赵雪珺 ^2, , 王亚洲 ^3, , 孙中国 ^4, , 席光 ^5, , 王焕然 ^6,

1.西安交通大学能源与动力工程学院,西安,710049

2.西安交通大学能源与动力工程学院,西安,710049

3.西安交通大学能源与动力工程学院,西安,710049

4.西安交通大学能源与动力工程学院,西安,710049

5.西安交通大学能源与动力工程学院,西安,710049

6.西安交通大学能源与动力工程学院,西安,710049

基金项目: 国家自然科学基金资助项目(No.51106125,No.51236006)

关键词：瓶颈效应 , 高速摄影仪 , 气泡 , 液体倾倒 , 实验研究

Experimental Study on the Influence of the Incline Angle of Narrow-Necked Container on Bottleneck Effect

Keywords： bottleneck effect , high speed camera , bubble , water pouring , experimental study

细颈容器向外倾倒液体时,在颈部会产生周期性间歇振荡的“瓶颈效应”.本实验设计了转角、转速、瓶口大小、转轴位置均可调的有机玻璃容器,采用高速摄影仪对这一现象进行了观察.研究了瓶颈效应产生的基本原理,并探究了容器倾倒角度对瓶颈处气泡产生和生长、液体倾倒平均流量的影响.研究发现,瓶颈效应在倾倒角度不小于某一临界角度时产生,本实验中该临界角度为86°;随倾倒角度增大,气泡在产生和发展过程中稳定性下降,振动愈发剧烈,表面皱褶程度增强;在同一实验条件下,平均流量随着倾倒角度的增加,呈现出先增大后减小的趋势,本实验中平均流量最大值所对应的角度为160°.

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