Сергей Андреевич Невский, д.т.н., доцент кафедры естественнонаучных дисциплин им. профессора В.М. Финкеля
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Sergei A. Nevskii, Dr. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair of Science named after V.M. Finkel’
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Людмила Петровна Бащенко, к.т.н., доцент кафедры теплоэнергетики и экологии
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Lyudmila P. Bashchenko, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair “Thermal Power and Ecology”
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Владимир Дмитриевич Сарычев, к.т.н., доцент кафедры естественнонаучных дисциплин им. профессора В.М. Финкеля
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Vladimir D. Sarychev, Cand. Sci. (Eng.), Assist. Prof. of the Chair of Sciences named after V.M. Finkel’
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Алексей Юрьевич Грановский, к.т.н., старший научный сотрудник Управления научных исследований
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Aleksei Yu. Granovskii, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher of the Department of Scientific Research
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Диана Витальевна Шамсутдинова, студент Института педагогического образования
Россия, 654007, Кемеровская обл. – Кузбасс, Новокузнецк, ул. Кирова, 42
Diana V. Shamsutdinova, Student of Institute of Pedagogical Education
42 Kirova Str., Novokuznetsk, Kemerovo Region – Kuzbass 654007, Russian Federation
Изучено совместное воздействие наклонных электрических полей и поперечного акустического поля на неустойчивость Кельвина–Гельмгольца границы раздела вязких электропроводных жидкостей на примере систем воздух – вода и аргон – железо. Наклонное электрическое поле вне зависимости от воздействия звуковых колебаний приводит к усилению неустойчивости Кельвина–Гельмгольца в микрометровом диапазоне длин волн. Наиболее интенсивный рост возмущений поверхности раздела наблюдается при угле наклона электрического поля π/3. Это открывает новые возможности для разработки технологий ускоренного охлаждения проката и наплавки материалов путем регулирования капельного переноса материала. Совместное воздействие акустических и электрических полей оказывает неоднозначное влияние на неустойчивость Кельвина–Гельмгольца. В случае системы воздух – вода звуковые колебания приводят к подавлению неустойчивости Кельвина–Гельмгольца, при этом тангенциальное электрическое поле напряженностью 3·106 В/м усиливает данный эффект, а нормальное поле, наоборот, ослабляет его. Для системы аргон – железо звуковые колебания приводят к полному исчезновению вязкостно-обусловленного максимума и к значительному снижению скорости роста возмущений поверхности раздела, которая соответствует первому максимуму. Приложение горизонтального электрического поля напряженностью 3·107 В/м значительно ослабляет эффект подавления неустойчивости Кельвина–Гельмгольца, а в вертикальном поле он, наоборот, усиливается. Установлено, что восстановление первого гидродинамического максимума в нормальном электрическом поле возможно при соотношении удельных электрических проводимостей σ более 0,012 вне зависимости от наличия звукового поля. Смена знака влияния вертикального электрического поля со стабилизирующего на дестабилизирующее возможно при соотношении σ от 0,015 и более.
The combined effect of inclined electric fields and a transverse acoustic field on the Kelvin–Helmholtz instability of the interface of viscous electrically conductive liquids is studied using the example of air – water and argon – iron systems. An inclined electric field, regardless of the effect of sound vibrations, leads to the increased Kelvin–Helmholtz instability in the micrometer wavelength range. The most intense increase in the disturbances of the interface is observed at the angle of inclination of the electric field π/3. This opens up new opportunities for the development of technologies for accelerated cooling of rolled products and surfacing materials by regulating the drop transfer of material. The combined effect of acoustic and electric fields has an ambiguous effect on the Kelvin–Helmholtz instability. In the case of an air – water system, sound vibrations lead to suppression of the Kelvin–Helmholtz instability, while a tangential electric field with a strength of 3·106 V/m enhances this effect, and a normal field, on the contrary, weakens it. For the argon – iron system, sound vibrations lead to the complete disappearance of the viscosity-conditioned maximum and to a significant decrease in the growth rate of disturbances at the interface, which corresponds to the first maximum. Application of a horizontal electric field with a strength of 3·107 V/m significantly weakens the effect of suppressing the Kelvin–Helmholtz instability, while in a vertical field, on the contrary, increases it. It was established that the restoration of the first hydrodynamic maximum in a normal electric field is possible with a ratio of specific electrical conductivities σ greater than 0.012, regardless of the presence of a sound field. A change in the influence of the vertical electric field from a stabilizing to a destabilizing one is possible with a ratio of σ from 0.015 or more.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.