Волновые характеристики неизотермической пленки жидкости при формировании струй на ее поверхности

Впервые использован восьмиканальный емкостный датчик, позволяющий исследовать динамику трехмерных волновых течений и изменение поперечного профиля неизотермической пленки жидкости при формировании струй. Выполнено измерение волновых характеристик течения пленки воды по вертикальной пластине с нагревателем размером $150\times150$ мм. При нагреве стекающей жидкости термокапиллярные силы приводят к формированию струй и тонкой пленки между ними. В межструйной области толщина пленки и амплитуда волн уменьшаются с увеличением плотности теплового потока. Выделено два диапазона влияния плотности теплового потока на характеристики волнового течения. При невысоких тепловых потоках течение пленки практически не отличается от изотермического. При значительных тепловых нагрузках происходит интенсивное формирование струй. Трехмерные волны распространяются по гребням струй, где с ростом плотности теплового потока толщина пленки и амплитуда волн увеличиваются. В межструйной области нагреваемой пленки средняя относительная амплитуда волн возрастает с уменьшением средней толщины, а в изотермической убывает. Сравнение полученных результатов с опытными данными для изотермической пленки показало, что в межструйной области при высоких плотностях тепловых потоков величины относительной амплитуды значительно отличаются. Поперечные градиенты температуры вызывают уменьшение толщины пленки жидкости, а продольные градиенты – рост относительной амплитуды волн по сравнению с изотермическими течениями. Это в конечном итоге приводит к появлению сухих пятен и разрыву пленки. На поверхности струй относительная амплитуда волн убывает с увеличением плотности теплового потока, что выполняется для течений изотермической пленки.