Выбрать главу

Орошение взрывом. Существуют различные методы и дождевальные установки для искусственного ороше­ния сельскохозяйственных угодий. Отметим новый ори­гинальный газовзрывной способ. Он обеспечивает вы­брос и распыливание струи воды на расстояние 100 и более метров при взрыве и воспламенении горючей сме­си, подаваемой в свободное пространство — камеру сго­рания над жидкостью (изобретение инженера Г. П. Примова). Удается получить относительно однородные кап­ли диаметром не более 600 микрометров. Поливальная машина должна соблюдать свой рацион «кормления» — слишком крупные частицы ранят растения и утрамбо­вывают землю, а мелкие — быстро испаряются. На литр жидкости тратится 1/4 грамма топлива. Установка по­лучается экономичней и компактней многих других.

Паук. Южноамериканская мастафора (родич обычного нашего крестовика) применяет своеобразный метод охоты: вращает лапками паутину с каплей клейкой жидкости на конце, пока не зацепит неосторожную мош­ку. «Эти искусные, мерзкие и хитрые пауки» изобрели свой метод намного раньше, чем человек: туземцы-охотники Патагонии бросают вертящуюся веревку с грузи­ками, стреноживая бегущее животное.

Порошковая металлургия использует (в частности) метод распыливания жидкого металла, капельки кото­рого, застывая, образуют мелкий порошок; из него по специальной технологии (спекание) изготовляют дета­ли машин. Эффективен способ плазменного напыле­ния порошков высокотемпературной газовой струей на поверхность изделия. Часто до 99 процентов массы де­тали можно изготовить из дешевых сортов стали — порошковая металлургия способна одеть ее в защитную «рубашку»; 60 процентов деталей заменяются из-за из­носа всего лишь 0,3 миллиметра рабочей поверхности. В металлургии гранул (новое, весьма перспективное на­правление) пышущий жаром водопад металла распы­ляют высоконапорной струей воздуха на капли диамет­ром около 20 микрометров, сразу подвергая их резкому дополнительному охлаждению. За доли секунды возни­кают гранулы. Гранулированный металл приобретает новые свойства, он идет на изготовление деталей по особой технологии.

Пузырьковая камера — следующий после камеры Вильсона шаг в экспериментальной технике (созда­тель— американский физик Дональд Глезер, Нобелев­ская премия 1952 г.). Вильсон использовал пусковой механизм неустойчивого равновесия в пересыщенном паре, а Глезер — аналогичный механизм в неустойчи­вом равновесии перегретой или нестабильной жидкости. Чем чище жидкость и стенки сосуда, тем меньше раз­мер зародышевых пузырьков газа — будущих центров закипания. Такую жидкость можно перегреть выше обычной точки равновесного кипения, не приведя к за­кипанию. В обычных условиях температура кипения поднимается с ростом давления, но перегретая жид­кость, сжатая поршнем, длительное время не кипит. При мгновенном снятии нагрузки с поршня жидкость становится нестабильной, ее фазовое состояние неустой­чивым, температура падает ниже точки кипения, вот-вот готовы возникнуть пузырьки пара. 

Быстрая элементарная частица, запущенная в каме­ру, имеет шансы столкнуться с окружающими атома­ми — жидкость плотнее газа в сотни раз. Столкновения создают местные центры зарождения пузырьков пара, вереница которых и отмечает траекторию полета частицы — мы снова видим невидимое. Траектория просту­пает мгновенно, диффузия и конвекция не успевают раз­мыть ее. Например, гигантская пузырьковая камера на жидком водороде «Мирабель» имеет объем 10 м3 и об­служивает ускоритель АН СССР в Серпухове. Сущест­вуют и более крупные камеры.

Радуга — явление разложения «белого» света на его «цветные» составляющие в капельках воды, содержа­щихся в атмосфере, при освещении завесы дождя сол­нечными лучами.

Распыливания спектр — непрерывное распределение капель, дробящихся в потоке жидкой струи, по различ­ным диаметрам.

Струйная печать — новый метод типографской техни­ки: букву не печатают, а молниеносно рисуют с по­мощью капель тончайшей струи краски из распылителя, управляемого электроникой. Так можно в секунду «на­рисовать» 20 адресов подписчиков прямо на газетах.

Сфероидальное состояние капли — типичное состоя­ние капли, уравновешенной силами тяжести и поверх­ностного натяжения (при отсутствии аэродинамических сил).

Точка росы — температура пара, насыщенного воз­духа, когда он только начинает выделяться капельками росы или тумана. Весовое содержание пара в воздухе оценивается относительной влажностью — процентом пара (привычная цифра в метеосводках) от максималь­но возможного в 1 м3 при данной температуре. Напри­мер, относительная влажность при температуре 25° С равна 70 процентам, и воздух будет содержать около 16 граммов влаги — предельная влажность при этой температуре составит 22,8 грамма в 1 м3.

Туманы — см. Вильсона камера.

Увлажнение воздуха — распыливание воды, приме­няемое в ряде производств. Например, в угольных шах­тах это необходимо для снижения концентрации уголь­ной пыли, что обеспечивает взрывобезопасность и сани­тарные нормы условий работ.

Удобрений гранулирование. Способ производства искусственных удобрений, где расплавленное исходное вещество (например, различные соли) распыливается внутри специальной башни высотой с пятиэтажный дом. Высота и время падения капель рассчитываются так, чтобы застывшие гранулы имели нужный размер, опти­мальный для усвоения корнями растений.

Уровень пузырьковый — простейшее устройство для контроля степени горизонтальности плоской поверхности (например, в строительном деле) по движению чувстви­тельного пузырька воздуха в жидкости.

Факел распыливания — капельно-воздушная струя, образующаяся при встрече жидкой струи с воздушным (газовым) потоком.

Флотация — метод обогащения полезных ископае­мых, основанный на разнице в смачиваемости. В вод­ную суспензию (смесь твердых частиц с жидкостью), где, например, частицы полезных минералов гидрофобны, то есть плохо смачиваются и непрочно связаны с водой (у веществ свои симпатии и антипатии связей), вводят пузырьки газа, с которыми частицы «охотней» соединяются. Множество мелких пузырьков — «мини­лифтов», нагруженных частицами, быстро всплывают на поверхность получившейся флотационной пульпы, где создается концентрат частиц. Он самотеком или прину­дительно удаляется с поверхности, давая обогащенный продукт. Возможен вариант, когда на пузырьках всплывает ненужная пустая порода, оставляя, концентрат на дне.

Хинолиновой пленки распад — редкое и странное яв­ление в мире капель, достаточно богатом «чудесами». В большинстве случаев масляные пленки долго сохра­няются на поверхности воды (испаряемость масла ничтожна). Однако есть пленки жидкостей, которые через некоторое время начинают самопроизвольно рас­падаться. В хинолиновой пленке это явление протекает медленно, в уникально причудливых формах, и его мож­но видеть на опыте. На краях возникают зазубрины, ветвящиеся внутри пленки, вскоре запутанный, прихот­ливый узор делает ее похожей на ветвь коралла. Затем внутри пленки появляются отверстия с отходящими лу­чами отростков. Они развиваются, все нарастая, как цепной процесс, пока не превратят пленку в отдельные капли на поверхности воды. Но это еще не все. Пример­но через полчаса в центре каждой капельки возникает отверстие, делающее из нее кольцо; самые крупные имеют несколько отверстий, напоминая пластинки пчели­ных сот. Теперь все замирает, наверное, получены фор­мы, сохраняющие равновесие под действием всех сил. 

Явление это по сие время, по-видимому, не нашло объяснения. Хинолин как будто единственная жидкость о таким необычайным циклом распада до устойчивых колец.

Хлороформа комбинированные капли. Еще одним «фокусником» (но не столь таинственным, как хинолин) может выступить хлороформ. Опыт с ним необычайно интересен: на дно стакана наливается немного хлоро­форма, а на него — более легкая вода. Снизу стакан нагревают. На дне начинается кипение. Пузырек под­нимается через воду, образуя комбинацию «двойное яичко» — сверху пузырек пара хлороформа, снизу в виде подвески частица его жидкости, захваченная пузырьком. Получается шар с балластом — каждый из них ведет себя по-своему. Некоторые, имея плотность, равную плотности среды, стоят неподвижно во взвешенном со­стоянии. Другие, поднявшись в верхние холодные слои воды, конденсируют часть своего пара в жидкость, теря­ют в подъемной силе и опускаются вниз. Там снова на­грев, испарение хлороформа внутри «яичка» — и опять подъем: так сложные капли прилежно снуют взад и вперед — забавно и весело смотреть. Наконец, некото­рые вырываются из воды на поверхность, вынося ка­пельку хлороформа в воздух. При обычном вскипании воды с паром всегда выносится часть жидкости над кипящей поверхностью. Поэтому пар над кипящей во­дой всегда влажный.