Наземная отработка капиллярных фазоразделителей на основе комбинированных…
5
конкретных задач стремятся найти так называемые условия прибли-
женного подобия. Эти условия характеризуются тем, что можно пре-
небречь влиянием каких-либо сил (например, силами поверхностного
натяжения или силами вязкого трения), а также тем, что в некоторых
случаях реализуется режим автомодельности по какому-либо крите-
рию подобия.
В первую очередь это касается критерия Рейнольдса. Дело в том,
что, как правило, режимы опорожнения топливных баков соответ-
ствуют области так называемой турбулентной автомодельности, т. е.
натурные значения числа Re существенно больше 10
4
. Поэтому необ-
ходимость в соблюдении условия Re
н
= Re
м
(Re = idem) отпадает, до-
статочно лишь того, чтобы выполнялось условие Re
м
>10
4
.
Для процессов, в которых влияние сил поверхностного натяже-
ния оказывается превалирующим по сравнению с влиянием других
сил (в частности, для процессов опорожнения топливных баков в
условиях, близких к невесомости), подобие гидродинамических про-
цессов, сопровождающих опорожнение топливных баков ЛА, можно
обеспечить выполнением условия [4]
We = idem; Ho = idem,
(1)
где число Вебера
2
We Fr Bo
.
U l
ρ
= ⋅
=
σ
Таким образом, параметры модельных процессов, а также режи-
мы и условия моделирования в первом приближении следует опреде-
лять на основании условия (1). При этом, однако, необходимо иметь
в виду, что геометрическое подобие ячеек КФР обеспечить практиче-
ски невозможно вследствие их чрезвычайно малых (порядка 40…
60 мкм) размеров и непредсказуемости геометрии.
В связи с этим при любых экспериментальных исследованиях
внутрибаковых гидродинамических процессов с применением мето-
дов теории подобия всегда приходится решать вопрос, как учесть то
обстоятельство, что в моделях внутрибаковых устройств на основе
КФР используется так называемый натурный образец КПСМ.
Отвечая на этот вопрос, отметим, что работоспособность КФР
при работе в режиме сепарации газожидкостных сред определяют по
условию [5]
кап
м
,
p
p
Δ ≥ Δ
(2)
где
кап
э
4 cos
p
d
σ
Δ =
α
— капиллярная удерживающая способность
(КУС) КПСМ;
σ
— коэффициент поверхностного натяжения компо-
нента топлива на поверхности раздела жидкость —
газ;
э
d
— экви-
