Как смешать воздух с водой

Все об аэрации аквариума

Всем известно, что оборудование для аэрации аквариумной воды является первостепенным и жизненно необходимым.

Однако, многие начинающие и даже уже бывалые аквариумисты не знают? как оно работает, до конца не понимают зачем нужен кислород и что происходит в аквариуме при его недостатке или переизбытке.

В данной статье нам бы хотелось приоткрыть завесу тайны над вопросом аэрации аквариума и насыщения воды кислородом, привести выдержки из уже написанного материала, а так же рассказать о некоторых секретах подачи воздуха в аквариум.

Для начала, видео-ролик об убойной аэрации в травнике

Начать нужно с небольшой вводной об аэрации, под которой подразумевается процесс смешивания воздуха с аквариумной водой при помощи аквариумного оборудования: помп, компрессоров, аэраторов. Принципы работы такого оборудования многим известны и понятны, поэтому мы не будем заострять на этом внимание. Для тех же, кто хотел бы все же углубится в этот вопрос, предлагаем посмотреть статью — компрессоры для аквариума, которая сполна раскрывает суть вопроса.

Более интересно рассказать о заблуждениях начинающих аквариумистов, связанных с аэрацией аквариумной воды:

1. Обычно большинство новичков думают, что обогащение воды кислородом происходит посредством пузырьков, которые компрессор загонят в воду. Однако, это не так. Смешивание воздуха с водой происходит на поверхности воды. Аэратор создает вихри и колебания от пузырьков, в результате чего и происходит смешивание. Можно сказать, что насыщение аквариумной воды воздухом (кислородом) происходит не из-за пузырьков, как таковых, а от их интенсивности и тока воды, которые улучшают процесс абсорбции кислорода из атмосферного воздуха.

2. Вторым важным нюансом аэрации, является его беспрерывная работа. Большой ошибкой новичков, является отключение аэрации на ночь, дабы оборудование не шумело. Такое действие может привести к фатальным последствиям, ведь за ночь асфиксию могут заработать не только рыбки, но и другие гидробионты, вплоть до полезных, аэробных, нитрифицирующих бактерий, а это ведет уже к нарушению биобаланса аквариума и как следствие к завышенным концентрациям ядов: аммиака, нитрита и нитрата. Все заканчивается тем, что рыбы заболевают, в аквариуме происходит водорослевая вспышка и прочие регрессные моменты. Более того, если начинающий аквариумист отключает фильтр на ночь, а потом утром включает, то помимо всего прочего из такого фильтра в аквариум поступает сероводород и прочие отравляющие вещества, которые накопились из-за отсутствия «продувки» фильтра ночью.

С учетом сказанного, следует отметить, что не стоит экономить средства при выборе и покупке оборудования для аэрации аквариума, оно должны быть хорошего качества, достаточной мощности и по возможности бесшумным.

Скажем два слова о важной роли аквариумных растений в насыщении воды кислородом. Аквариумные растения, являются, пожалуй, единственным естественным источником кислорода – О2, который выделяется в процессе фотосинтеза днем.

Наличие растений в аквариуме и надлежащие для них условия, благоприятно скажутся на концентрации кислорода в воде. Однако, растения не являются стабильным и безусловным поставщиками кислорода. Стоит сказать, что процесс фотосинтеза, при котором растения выделяют кислород возможен только лишь при наличии достаточного освещения и необходимого количества СО2 (углекислого газа, а точнее углерода — С). Как только свет в аквариуме выключается, процесс фотосинтеза прекращается и происходит обратный процесс, растения начинают потребляет кислород. Это называется «дыхание растений».

Из сказанного, можно сделать выводы:

— аквариумные растения помощники в вопросе подачи кислорода в аквариум. Про их пользу в настройке биобаланса и их участии в борьбе с NO3, также не промолчим =)

— увы, аквариумные растения — не панацея. Многие заблуждаются, думая, что растениям нужен только лишь углекислый газ, нет! Они также «дышат» и им ночью жизненно необходим кислород. И это очень важно! Многие начинающие травоведы не включают аэрацию на ночь, пологая, что ночь в аквариуме будет достаточно кислорода полученного от перлинга растений. Однако, однако, это не так.

Какая я же концентрация кислорода в аквариуме является нормой?

Измерить концентрацию О2 в аквариуме, можно при помощи тестов, которые продаются во многих аквамагазинах.

А теперь, хитрости и секреты аэрации аквариума:

Лайфхак № 1: Многим известно, что потребление кислорода гидробионтами растет с повышением температуры воды. С другой стороны, концентрация кислорода в воде противоположно зависит от понижения температуры. При температуре 20 °С концентрация кислорода достигает около 9,4 мг/л, при 25 °С — 8,6 мг/л и при 30 °С — 8,0 мг/л. Это утверждение можно прекрасно воспользоваться в случаях асфиксии рыб. Охлаждение аквариумной воды — это +++ к концентрации кислорода.

Лайфхак № 2: Мало кто из начинающих аквариумистов знает о применения аптечной 3% перекиси водорода в аквариуме, вот что она делает:

1. Оживляет задохнувшуюся и удушенную рыбу;

2. Эффективна против некоторых видов нитчатой водоросли;

Перекись водорода – это экологически чистый продукт. В воде она распадается на воду и кислород — вещества безвредные. Поэтому, если правильно ею пользоваться, то полезную микрофлору в фильтре и грунте можно сохранить целехонькой, или только чуть-чуть ее подзадушить (при передозировке и в фильтре выделится слишком много кислорода, что для бактерий не полезно). Но микрофлора быстро восстановится, ведь вредных веществ в воду не поступило. Рыбу при правильном дозировании перекись не травит. Если при применении перекиси на губках фильтров, стенках аквариума, рыбах и растениях появляются пузырьки, то значит доза была велика. Допустимо только едва заметное появление пузырьков.

Аптечная 3% перекись применяется для:

1. ОЖИВЛЕНИЯ ЗАДОХНУВШЕЙСЯ РЫБЫ.

Добавление до 40 мл на 100 л. Когда начнут высыпать пузырьки на стеклах, фильтрах и, возможно, рыбках, воду надо подменить, продувку усилить. Если за 15 мин воздействия нет эффекта, то уже не судьба. Для реанимации рыбы, пострадавшей от высоких доз углекислого газа, обычно достаточно 25 мл в 100 л.

2. БОРЬБЫ С НЕЖЕЛАТЕЛЬНОЙ АКВАРИУМНОЙ ЖИВНОСТЬЮ (планарии, гидры).

Концентрация до 40 мл в 100 л. Вносить надо несколько дней подряд до полной победы над врагом. Растения можно при этом заморить, но если применить более низкие концентрации, то можно и не победить, хотя растения будут живы. Однако, как правило, все получается, процесс занимает неделю и более. Жестколистные растения типа анубиасов к перекиси относительно устойчивы.

3. БОРЬБЫ С СИНЕ-ЗЕЛЕНЫМИ ВОДОРОСЛЯМИ.

Если в аквариуме есть любимые растения, то нельзя превышать дозировку 25 мл на 100 л 1 раз в день. Рыбы обычно без вреда переносят дозу 30 или даже 40 мл на 100 л. Эффект при ежедневном внесении заметен на третий день. За неделю все проходит. Доза, которой еще можно бороться с водорослями – это 20 мл на 100 л. Длинностебельные растения с перистыми листьями плохо переносят перекись, поэтому эту дозировку превышать нельзя. Жестколистные растения можно несколько раз выкупать в отдельно приготовленном растворе перекиси 50-40 мл на 100 л. Держать полчаса, час. Точного времени не знаю. Говорят, так и обрастания вьетнамки можно свести. Возможно, что перекись поможет при борьбе с вьетнамкой в аквариуме (20-25 мл в 100 л). Но в этом случае надо еще снизить нитратное и фосфатное загрязнение воды.

4.ЛЕЧЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ ИНФЕКЦИЙ НА ТЕЛЕ И ПЛАВНИКАХ РЫБ.

25 мл на 100 л ежедневно или 2 раза в сутки многократно (7-14 дней).
Можно приготовить лечебный раствор перекиси из промышленного продукта пергидроля — примерно 30% перекись. То есть, его надо разбавить в 10 раз, чтобы получить аналог аптечной перекиси. Вещество это едкое и взрывоопасное! Разбавлять можно только водой в пластиковой таре. С металлом, щелочами, органическими растворителями контачить не должен.

Таким образом, с учетом темы статьи, следует сказать, что перекись водорода «уникальная штука» и играет важнейшую роль! С ее помощью можно в мгновение обогатить аквариумную воду кислородом и тем самым спасти рыбок, находящихся даже в тяжелой стадии асфиксии. Для большей эффективности, рекомендуем набирать перекись в шприц и распылять ее по дну аквариума в разных местах.

Лайфхак№3: Многие знают, что такое кислородные таблетки и многие их часто применяют при транспортировке рыбок. Однако, мало кто знает и сталкивался с таким аквариумным оборудованием, как ОКСИДАТОРЫ.

Оксидаторы бывают разными: для долгой транспортировки рыб, для мини аквариумов, для аквариумов больших объемов, для прудов. Суть их проста – перекись водорода помещается в сосуд, в который добавляется катализатор, после начинается реакция, в результате которой выделяется кислород.

Как работают оксидаторы для аквариума

Источник

Смешивание воды с воздухом

Не пожимайте плечами и не крутите пальцем у виска — смешивать воду с воздухом стоит, это применяется, а в скором времени будет пользоваться еще большим успехом. В воде, смешанной с воздухом, можно мыть лучше и быстрее, а что самое главное, при этом значительно меньше расходуется воды и моющих средств.

И с полосканием также: водой, смешанной с воздухом, полощется быстрее и более тщательно.

О том, насколько существенна разница между полосканием в обычной воде и в воде, смешанной с воздухом, свидетельствует окончательная промывка фотопленки. Каждый фотолюбитель, который самостоятельно производит обработку фотоматериалов, хорошо знает, насколько важен этот процесс.

От того, как будет промыта пленка, зависит чистота и качество изображения. После плохого полоскания пленка и снимки желтеют, а затем и вовсе портятся. Чтобы этого избежать, их надо долго промывать, минимум 30 минут. Пользуясь же смесью воды и воздуха, достаточно будет и пяти.

В Польше можно купить так называемые «перлаторы» — смесители. Это небольшие устройства, размером с наперсток, которые навинчиваются на выходное отверстие крана. В них сделано несколько десятков сопел, благодаря чему происходит смешивание воды с воздухом. Под такой струей можно хорошо вымыть посуду, приятно умыть руки. Тем, у кого типовые краны, советую приобрести это устройство. Я уверен, что вы останетесь довольны. Однако перлатор годится не для всех целей.

Итак, если вода из крана используется:

1. Для обработки фотопленки. В этом случае смеситель не годится, так как нельзя довести смесь воды с воздухом до дна бачка, а ведь это как раз и является основным условием хорошего полоскания пленки после ее химической обработки. Дело в том, что смеситель засасывает воздух через узкую щель рядом со струей воды и, если на него надеть шланг — доступ воздуха прекратится, а смеситель перестанет работать.
2. Если вода из кухонного крана будет использована для работы вакуумного насоса, то применение смесителя также окажется помехой: смесь воды с воздухом не создаст в вакуумном насосе нужного давления; сняв же смеситель, окажется, что на кран, заканчивающийся резьбой, нельзя плотно надеть трубку насоса.

Смешивание воды с воздухом

Однако тем, кто намерен заменить кухню в фотолабораторию или намечает пользоваться вакуумным насосом, я советую не отказываться от смесителя. Не такой, правда, маленький как покупной, смеситель можно сделать самому, в течение десяти-пятнадцати минут. Для изготовления сопла, смешивающего воду с воздухом, лучше всего воспользоваться корпусом фломастера 1 и соединительной трубкой от удочки 2. Корпус фломастера и трубку можно подогнать друг к другу так, что даже не нужно будет склеивать.

Фломастер следует «выпотрошить», отрезать острым ножом его переднюю часть (за отверстиями для воздуха) и глубоко втолкнуть в трубку 3. Встающую часть (длиной около 2 см) отрезать как показано на рисунке, а затем вставить эту втулку с другой стороны медной трубки.

Необходимо также просверлить отверстие, через которое будет всасываться воздух.

Диаметр отверстия — 1,5 см. Место его расположения показано на рисунке 4. Сопло готово. К крану его можно присоединить при помощи шланга.

Так как соединение должно быть надежным, стоит воспользоваться резиновой лентой. Если теперь открыть кран и пустить сильную струю воды, то в нашем приспособлении образуется давление и сопло начнет работать, всасывая воздух через отверстие и смешивая его с водой. Насыщенная воздухом струя воды будет белой.

Для полоскания фотопленки сопло при выходе надо соединить шлангом с дном бачка 5, а для повседневного мытья посуды на сопло можно надеть ситечко, которое заменит перлатор 6. Так как устройство задерживает выход воды из крана, его нельзя применять в установках с газовым подогревом.

«Ты и твой дом», Анджей А. Мрочек

Источник

Как смешать воздух с водой

а) Капли воды в воздухе. Очень маленькие капли воды при свободном падении в воздухе принимают вследствие капиллярных сил практически шаровую форму. Так как вязкость воды, в зависимости от температуры, в 50-90 раз больше вязкости воздуха, то такие водяные шарики можно рассматривать как твердые шарики и, следовательно, применять к ним закон Стокса (§ 3 гл. III). При равномерном падении сопротивление шарика равно его весу. Поэтому, обозначая через d, диаметр шарика, а через скорость

падения, мы будем иметь:

где есть вязкость воздуха, а рвод — плотность воды. Решая уравнение (1) относительно мы найдем:

где рвоз есть плотность воздуха, кинематический коэффициент вязкости воздуха. Эта формула дает достаточно точные результаты для чисел Рейнольдса, не превышающих т. е. для капель с диаметром не свыше (капли тумана).

Для вычислений удобнее подставлять в формулу (2) значения диаметра в а скорость получать в имея в виду, что

мы после пересчета к указанным единицам получим вместо формулы (2) следующую:

Таким образом, капли диаметром в падают со скоростью

Для определения скорости капель значительно большего диаметра, например, в следует применять закон Ньютона и пользоваться уравнением (78) гл. III. Предполагая по-прежнему, что капля имеет шаровую форму, мы получим:

откуда найдем скорость падения:

где коэффициент сопротивления с имеет значение, близкое к 0,5, но не совсем постоянное при разных скоростях. Полагая и пересчитывая формулу так, чтобы после подстановки диаметра в она давала скорость в мы получим:

Для капель диаметром свыше эта формула уже не пригодна, так как под действием постепенно возрастающей разности давлений происходит деформация капли — она сплющивается, прежде всего в области критической точки, причем иногда в ней даже возникает углубление. Это приводит, во-первых, к увеличению диаметра, а во-вторых, к увеличению коэффициента сопротивления с. Гохшвендер, фотографируя при вспышке искры капли воды, падавшие в вертикальном восходящем потоке воздуха, обнаружил, что при диаметре около наступает очень сильное сплющивание, а при еще большем диаметре капля принимает форму неправильного купола. Капли диаметром, большим (измеренном тогда, когда капля имела шаровую форму), при падении разрываются на более мелкие капли. Следовательно, максимальный размер дождевых капель не может превышать что было обнаружено уже давно рядом наблюдателей. Процесс разрыва капли происходит следующим образом: после того как капля принимает форму купола, середина ее растягивается в тонкую пленку и, наконец, лопается; капля сначала принимает форму неправильного кольца, которое сейчас же распадается на большое число мелких капель. На рис. 274 изображены отдельные фазы сплющивания и последующего разрыва большой дождевой капли.

b) Распадение струи жидкости в воздухе. Тонкая струя жидкости распадается в воздухе на капли даже при небольших скоростях движения. Как показал Релей, это объясняется тем, что поверхностное натяжение делает цилиндрическую струю статически неустойчивой. Потеря устойчивости происходит следующим образом. Вследствие случайного отклонения диаметра струи от своего среднего значения в ней образуются более тонкие участки. В этих участках под действием поверхностного натяжения давление становится больше, чем в толстых

Рис. 274. Отдельные фазы сплющивания и разрыва больший дождевой капли

Рис. 275. Распадение вертикальной струи воды на капли

участках. Это приводит к тому, что жидкое содержимое тонких участков переходит в толстые участки, тонкие участки постепенно вытягиваются в длину и, наконец, отрываются от образовавшихся больших капель, превращаясь при этом в маленькие капли. Такое распадение струи на капли очень легко наблюдать, выпуская воду из крана в виде тонкой струйки. На рис. 275 изображен снимок распадения вертикальной струи, а на рис. 276 — снимок распадения горизонтальной струи. Оба снимка получены при вспышке искры. Струя, изображенная на рис. 276, имеет довольно большую скорость движения, тем не менее распадение ее на капли происходит очень равномерно; этого удалось достигнуть путем прикосновения звучащим камертоном к выходному концу насадка, из которого вытекала струя. Значительная вязкость жидкости сильно замедляет распадение струи; именно поэтому тонкие струйки сиропа и других подобных жидкостей могут достигать очень большой длины.

Рис. 276. Распадение горизонтальной струи воды на капли

Рис. 277. Распадение тонких струй жидкости (струи движутся справа налево)

При увеличении скорости струи легкоподвижной жидкости ее распадение на капли происходит быстрее. Этому способствует сопротивление воздуха. Кроме того, характер распадения на капли получается совсем иным — струя принимает сначала волнистый вид. Еще большее увеличение скорости струи влечет за собой ее полное распадение, волнистые ее выгибы разрываются вследствие сильной турбулентности воздуха, увлеченного струей. На рис. с изображен такой процесс постепенного распадения струи из жидкости с малой вязкостью, а на рис. из жидкости с очень большой вязкостью. Путем намеренной турбулизации струи или путем придания ей вращательного движения при выходе из насадка можно значительно ускорить процесс ее распадения. В случае жидкости с малой вязкостью конечным продуктом распадения является смесь из мелких капелек жидкости и увлеченного ею воздуха.

Толстые струи воды, например, выбрасываемые пожарным насосом, также распадаются на капли, даже если путем придания специальной формы брандспойту турбулизация струи в выходном сечении сводится к минимуму. Распадение возникает потому, что поверхность струи покрывается, подобно поверхности пруда при порыве бури,

маленькими волнами, от гребней которых отрываются капли. Постепенно струя распадается на поток брызг, что значительно уменьшает дальность ее полета. Лучшим средством для увеличения дальности полета является возможно полное предупреждение турбулизации струи при ее выходе из насадка.

Изложенное выше о распадении струй позволяет легко понять, как происходит работа распылителей жидкости. В большей части таких распылителей быстрая струя воздуха увлекает за собой более медленную струю жидкости, вытекающую из насадка, и раздробляет ее на мелкие капли; одновременно происходит турбулентное расширение струи воздуха, вследствие чего капли воды перемешиваются с воздухом, создавая своего рода туман. Такой процесс происходит, например, в карбюраторе двигателя внутреннего сгорания. Сильная струя воздуха, засасываемая при помощи мотора, пропускается рядом с насадком, из которого вытекает горючее; в результате получается распыленная смесь горючего и воздуха, которая подается в цилиндры и там сжигается. В дизельмоторах распыление горючего производится внутри цилиндра путем впрыскивания горючего под большим давлением через сопло такого устройства, которое обеспечивает сильную турбулизацию струи. Струя сразу распадается на маленькие капли, которые, в свою очередь, вследствие быстрого движения раздробляются подобно дождевым каплям на еще более мелкие капли.

Для оценки диаметра наибольших капель, которые еще могут сохраняться после распыления, следует рассмотреть равновесие сил, приложенных к каплям в их куполообразном состоянии. Снаружи на переднюю поверхность капли действует динамическое давление воздуха, равное а изнутри — капиллярная сила. Если принять радиус кривизны К купола пропорциональным диаметру капли, то капиллярное давление, согласно сказанному в § 11 гл. I, пропорционально величине где С есть капиллярная постоянная. Приравнивая оба давления, мы найдем для диаметра следующую оценку:

Рис. 278. Распыление струи горючего

Сравнение с опытами Гохшвендера (см. сноску на стр. 429) показывает, что «число» в этой оценке имеет значение, приблизительно равное 10. Для следует подставить среднее значение скорости капель относительно воздуха (эта скорость во время процесса распыления, очевидно постепенно уменьшается). Формула (6) ясно показывает, какую роль в распылении играют скорость вспрыскивания и плотность воздуха. При равных скоростях вспрыскивания степень распыления тем выше, чем больше плотность воздуха в цилиндре.

Вязкость увеличивает время, необходимое для раздробления больших капель на мелкие, однако учесть ее количественное влияние теоретическим путем до сих пор не удалось.

Выяснению процесса распыления горючего в дизельмоторах посвящено много опытных исследований. На рис. 278 изображена фотография распыленной струи, полученная при вспышке искры. Распыление производилось при помощи жиклера, изображенного в увеличенном виде на рис. 279.

Рис. 279. Жиклер для распыления горючего

Распыление воды применяется в дождевальных установках, устраиваемых для поливки полей и огородов. Для получения хорошего распыления перед отверстием насадка, из которого вылетает струя, устанавливается наклоненная под небольшим углом пластинка. Эта пластинка вызывает разбрасывание струи в виде веера и последующее быстрое распадение ее на капли. Еще более эффективно действуют распыляющие насадки Кертинга, в

которых воде, до ее подхода к узкому выходному сечению, сообщается при помощи специального приспособления мощное циркуляционное течение вокруг продольной оси насадка. По мере подхода циркулирующего потока к выходному сечению, т. е. при уменьшении радиуса этого потока, окружная скорость его значительно увеличивается (см. сказанное в §6 гл. II по поводу спиральной камеры); поэтому при выходе струи из насадка она расширяется в виде конуса и быстро распыляется. Распылитель, изображенный на рис. 279, действует именно таким способом. Существуют и другие конструкции распылителей, позволяющие осуществлять распыление под большим углом.

с) Пузыри воздуха в воде. Статическая подъемная сила пузыря воздуха в воде равна по своему численному значению весу капли воды такого же диаметра в воздухе. Поэтому для определения скорости подъема воздушных пузырей сферической формы можно применять формулы такого же вида, как выведенные в пункте а) для падения капель воды в воздухе. Необходимо только учесть, что вязкость воды при средних температурах круглым числом в 60-80 раз больше вязкости воздуха, а плотность воды приблизительно в 800 раз больше плотности воздуха.

Имея это в виду, мы получим следующие приближенные формулы, которые после подстановки значений диаметра в дают скорость в

В последней формуле при прямом восходящем движении пузырей и при до 0,5 «число» должно было быть равно от 0,16 до 0,18. Однако в действительности маленькие пузыри поднимаются вверх не строго вертикально, а с отклонениями от вертикали то в одну, то в другую сторону, а иногда — по винтовой линии, причем форма их обычно все время неправильно меняется. Согласно неопубликованным еще

Рис. 280. Формы пузырьков воздуха, поднимающихся в воде (в 1/2 натуральной величины)

Рис. 281. Пузырь воздуха в вертикальной трубе

опытам В. Мюллера (W.Mtiller) для пузырьков, равновеликих по объему с шариками диаметром и от 1 до указанное выше «число» следует взять равным 0,127. Для значений от 3 до форма пузырьков при движении так быстро меняется, что скорость подъема получается почти постоянной, изменяясь только в пределах от 0,21 до Для значений свыше шарики принимают форму довольно плоского купола, практически не меняющуюся при движении; в этом случае «число» следует принять равным 0,068 (соответствующий коэффициент сопротивления равен На рис. 280 изображены формы пузырьков по снимкам Мюллера. Около каждого пузырька указан его объем; шарики с таким же объемом имели бы диаметр, равный соответственно 2,7; 5,7; 11,0; 15,6; 26,7 мм.

Если в вертикальной трубе с водой поднимается один или несколько пузырей воздуха, то при полном объеме V всех пузырей вес воды в трубе на меньше того веса, который был бы при отсутствии пузырей в столбе такой же высоты удельный вес воды). Следовательно, при заданном давлении на верхнем уровне давление в трубе

с поперечным сечением под группой пузырей на

меньше, чем если бы пузырей не было. Это обстоятельство используется в воздушном подъемнике (эрлифт), поднимающем воду при помощи сжатого воздуха, впускаемого в трубу в ее нижнем конце. Если вода должна подниматься на высоту над первоначальным уровнем, то объем V пузырей в воде все время должен быть больше только при этом условии вода будет переливаться через верхний край трубы. Точная теория воздушного водоподъемника довольно сложна, так как воздушные пузыри опережают воду со скоростью (см. выше) и, кроме того, расширяются по мере подъема; поэтому здесь мы не будем останавливаться на этой теории. Для получения воздушного водоподъемника с высоким коэффициентом полезного действия необходимо, чтобы скорость с подъема воздушных пузырей была возможно меньшей, следовательно, сами пузырьки должны быть возможно малыми. Однако в действительных условиях маленькие пузырьки воздуха сливаются в большие, и труба постепенно заполняется все большими и большими пузырями, пока, наконец, не получаются столь большие пузыри, что они заполняют почти весь просвет трубы. Форма таких пузырей, изображенная на рис. 281, очень устойчивая. Их движение не возмущается отрывом вихрей и поэтому легко может быть исследовано теоретически. Согласно исследованиям Думитреску скорость подъема этих пузырей равна

следовательно, меньше скорости подъема пузырей, имеющих, если принимать их за шарики, диаметр, больший 0,26 диаметра трубы; это означает, что последние пузыри перегоняют большие и делают их еще больше. Циркуляция воды в водотрубных паровых котлах поддерживается также при помощи разности давлений, возникающей вследствие движения пузырей пара.

Пусть масса воздуха в потоке из смеси воды и воздуха мала и пусть скорость течения настолько велика, что воздух не успевает выделяться из смеси. Примем, что температура воздуха равна практически постоянной температуре воды. Тогда удельный объем смеси, т. е. объем единицы ее массы будет

Полагая мы получим на основании уравнения Бернулли:

Скорость звука в таком потоке равна

Часто она бывает очень мала. Термодинамически более точная теория дана Гейнрихом. Скачок уплотнения в потоке из смеси воздуха и воды исследован Аккеретом.

Источник