Струя жидкости в трубе, заполненной газом (Вестник Пермского университета. Физика, 2025)
Исследуется струя жидкости в трубе, заполненной газом. При этом используется одномерное приближение. В трубу через вход подается жидкость с заданной скоростью. Рассмотрены две ситуации: когда жидкость подаётся в виде непрерывной струи и когда струя жидкости на входе состоит из отдельных капелек. Для струи в виде капель учитывается влияние силы тяжести, для цельной же струи тяжестью пренебрегается. Скорость газа рядом со входом полагается равной нулю. Жидкость и газ рассматриваются в несжимаемом приближении. На выходе из трубы задается давление. Исследованы ламинарный и турбулентный режимы течения. Труба наклонена под произвольным углом к горизонтали. Найдены аналитические решения для стационарных режимов течений. Для случая цельной струи решение получено в неявной форме. Для случая же струи в виде капель в ламинарном режиме течения решение имеет неявную форму, а в турбулентном – явную. Рассмотрены условия применимости решений.