Теоретически установлен и экспериментально подтвержден эффект погружения свободного и несущего твердые частицы пузырька воздуха в однородно колеблющуюся несжимаемую жидкость. Определены условия, при которых наблюдается этот эффект. Получено приближенное выражение для средней скорости погружения или всплывания пузырька, существенно зависящее от глубины его погружения и параметров вибрации. Результаты могут быть использованы для управления соответствующими технологическими процессами. Изученный механизм погружения пузырьков может быть назван вибрационным. Установлено, что эффект погружения пузырьков существенно зависит от двух безразмерных параметров: w_* — характерного параметра перегрузки и отношения амплитуды внешнего воздействия к радиусу пузырька η. Эти параметры характеризуют степень сжимаемости пузырька в процессе движения.

Работа выполнена при поддержке РФФИ, гранты 10-08-00201 и 08-08-00090.

1. 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, N 1(2). P. 181–189.
2. Kremer E. B. Control of gas content in bubble media by vibration // IUTAM Symp. «The active control of vibration», 5–8 Sept. 1994. London: MEP, 1994. P. 197–201.
3. 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.
4. «Аномальные» явления в жидкости при действии вибрации / И. И. Блехман, Л. А. Вайсберг, Л. И. Блехман и др. // Докл. РАН. 2008. Т. 422, № 4. С. 470–474. (Англ. перевод: Doklady Physics. 2008. Vol. 53, № 10. P. 520–524).
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. Houghton G. The behavior of particles in a sinusoidal velocity field // Proc. of the Royal Society of London, series A. 1962. Vol. 272, 3. P. 33–43.
8. Sorokin V. S. Motion of a deformable particle in an oscillating medium: continuous model // Proc. of the APM 2008. 2008. P. 621–629.
9. Sorokin V. S., Blekhman I. I., Thomsen J. J. Motions of elastic solids in fluids under vibration // Nonlinear Dynamics. 2010. Vol. 60, № 4. P. 639–650.
10. Блехман И. И., Сорокин В. С. Движение частицы и пузырька газа в колеблющейся жидкости // Обогащение руд. 2007. № 3. C. 20–23.
11. Богданович А. В. Теоретические основы и методы повышения эффективности разделения при гравитационном обогащении руд: дисс. … д-ра техн. наук / ЗАО «Механобр инжиниринг». СПб., 2002.
12. Кизевальтер Б. В. Теоретические основы гравитационных процессов обогащения. М.: Недра, 1979.
13. 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. P. 958–964.
14. Татевосян Р. А. Исследование закономерностей вибротурбулизации системы вода—воздух // Теоретические основы химической технологии. 1977. Т. 11, № 1. C. 153–155.
15. Бэтчелор Г. К. Волны сжатия в суспензии газовых пузырьков в жидкости // Механика. 1968. № 3. C. 65–84.
16. Справочник по обогащению руд. Основные процессы / под ред. О. С. Богданова. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1982. 400 с.
17. Гранат Н. Л. Движение твердого тела в пульсирующем потоке вязкой жидкости // Изв. АН СССР. ОТН. Механика и машиностроение. 1960. № 1.
18. Гранат Н. Л. Немалые колебания шара в вязкой жидкости // Изв. ВНИИ гидротехники. 1964. Т. 76.
19. Лойцянский Л. Г. Свободные и вынужденные колебания при наличии квадратичного и промежуточного между линейным и квадратичным законов сопротивления // Инженерный сборник. 1954. 18. С. 139–148.
20. Блехман И. И. Вибрационная механика. М.: Наука, 1994. 319 с. (Англ. перевод: Vibrational Mechanics. Singapore et al.: Worly Scientific, 2000. 510 p.).
21. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа. М.: Наука, 1970.
22. Григорян С. С., Якимов Ю. Л., Апштейн Э. З. Поведение пузырьков воздуха в жидкости при вибрации // Fluid dynamics transactions. Vol. 3. Warszawa, 1967. P. 713–719.