The formation of a cumulative jet during the collapse of a vapor bubble in a subcooled liquid formed as a result of laser heating

Самопроизвольное (Спонтанное) Вскипание Затопленных Струй, Генерируемых При Коллапсе Паровых Пузырьков

“…отскока" наблюдается затопленная кумулятивная струя [3][4][5][6][7][8][9][10][11][12]. Эти струи, несмотря на их скромные размеры, локально могут создавать гигантские гидродинамические давления за счет своей высокой скорости.…”

“…Такие струи представляют значительный практический интерес в различных направлениях, например в промышленной химии для селективной очистки поверхностей, а также в медицине для атравматичного санирования тканевых покровов или при хирургических вмешательствах, в том числе и при передаче тепла [3,12,13]. Нагретыми струи могут оказаться, когда образуются при коллапсе паровых пузырьков, возникших в результате кипения недогретой жидкости [11,12].…”

“…При кипении такой жидкости паровые пузырьки растут и сразу же схлопываются, поскольку при соприкосновении с холодной жидкостью пар в пузырьке начинает конденсироваться [14]. В условиях, когда недогрев жидкости большой, коллапс пузырьков вблизи сосредоточенного нагревателя приводит к образованию разогретых затопленных струй с температурой, близкой к температуре кипения [3,11,12]. Возможна ситуация, когда разогретая струя, движущаяся с большой скоростью через окружающую ее холодную (недогретую) жидкость, вновь закипит.…”

Генерация Затопленной Струи При Лазерном Нагреве Поверхности Жидкости

“…В период своего роста они достигают максимального размера и затем в схлопываются. В том случае, когда пузырьки оказываются сферически-несимметричными, может происходить образование затопленных струй, скорость которых достигает от нескольких сантиметров до нескольких десятков и сотен метров в секунду [4][5][6][7][8][9]. С использованием лазеров появилась возможность нагревать жидкость и генерировать неравновесные паровые пузырьки в новых безальтернативных ситуациях, а также в тех случаях, когда обычный электрический нагрев не может быть применен либо неудобен.…”

“…С использованием лазеров появилась возможность нагревать жидкость и генерировать неравновесные паровые пузырьки в новых безальтернативных ситуациях, а также в тех случаях, когда обычный электрический нагрев не может быть применен либо неудобен. Для этого используют как импульсное [9,10], так и непрерывное [4,11] лазерное излучение. Использование намного менее затратного и более безопасного непрерывного лазерного излучения [4] очень перспективно, поскольку позволяет проводить контролируемую и неразрушающую очистку и обработку поверхностей, в том числе биологических.…”