Исследование движения пузырька газа в колеблющейся жидкости представляет существенный интерес для теории ряда важных технологических процессов, в частности процесса флотации. В работах авторов последних нескольких лет задача решалась с использованием подходов вибрационной механики и метода прямого разделения движений; были выполнены также экспериментальные исследования. Данная работа обобщает предшествующие работы. В ней показано, что на условие погружения пузырьков существенно влияет как сжимаемость самого пузырька, так и сжимаемость окружающей его среды. Получено выражение для средней скорости движения пузырька, существенно зависящее от глубины его погружения и параметров вибрации. На основе результатов предлагается простое физическое объяснение экспериментально наблюдаемых и аналитически изученных эффектов.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, грант 10-08-00201.

1. «Аномальные» явления в жидкости при действии вибрации / И. И. Блехман, Л. А. Вайсберг, Л. И. Блехман, В. Б. Васильков, К. С. Якимова // Докл. РАН. 2008. Т. 422, № 4. С. 470–474.
2. Crum L. A., Eller A. I. Motion of bubbles in a stationary sound field // The Journal of the Acoustical Society of America. 1970. Vol. 48, № 1(2). P. 181–189.
3. Kremer E. B. Control of gas content in bubble media by vibration // IUTAM Symposium «The active control of vibration», 5–8 Sept. 1994. L.: MEP, 1994. P. 197–201.
4. Блехман И. И. О движении частиц в полях стоячих и медленно бегущих волн // Вопросы математической физики и прикладной математики / Физико-технический ин-т им. А. Ф. Иоффе. СПб., 2007. С. 241–248.
5. Ганиев Р. Ф., Украинский Л. Е. Нелинейная волновая механика и технологии. М.: Научно-издательский центр «Регулярная и хаотическая динамика», 2008. 712 с.
6. Buchanan R. H., Jameson G. J. Cycling migration of bubbles in vertically vibrating liquid columns // Ind. Eng. Chem. Fundamen. 1962. 1(2). P. 82–86.
7. Bleich H. H. Effect of vibrations on the motion of small gas bubbles in a liquid, jet propulsion // Journal of the American Rocket Society. 1956. Vol. 26, 11, 978. P. 958–964.
8. Блехман И. И., Васильков В. Б., Сорокин В. С. Движение пузырька газа в колеблющейся жидкости // Обогащение руд. 2010. № 4. С. 13–20.
9. Татевосян Р. А. Исследование закономерностей вибротурбулизации системы вода—воздух // Теоретические основы химической технологии. 1977. Т. 11, № 1. С. 153–155.
10. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1970.
11. Бэтчелор Г. К. Волны сжатия в суспензии газовых пузырьков в жидкости // Механика. 1968. № 3. С. 65–84.
12. Блехман И. И. Вибрационная механика. М.: Наука, 1994. 319 с.
13. Кизевальтер Б. В. Теоретические основы гравитационных процессов обогащения. М.: Недра, 1979.
14. Справочник по обогащению руд. Подготовительные процессы. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1982. 366 с.
15. Григорян С .С., Якимов Ю. Л., Апштейн Э. З. Поведение пузырьков воздуха в жидкости при вибрации // Fluid dynamics transactions. Warszawa. 1967. Vol. 3. P. 713–719.