(1)噴射和液體拉伸
當壓力波穿過噴嘴中的液體時,液體受到加速并擠出噴嘴。開始時,噴嘴出口處的彎液面呈拋物線形。彎液面很快向外擴張直到形成明顯的液柱,如圖1-4(1~3)所示。
很快,大約從圖l-4(4)開始,噴嘴出口處的內部壓力下降并低于液柱內部壓力,此時噴嘴處液體的流速開始降低,液柱端頭處與噴嘴處液體的速率差使液柱開始拉伸。噴嘴出口處液體的速率繼續(xù)降低直到不再有液體流入液柱,甚至可能有部分液體被吸回噴嘴,之后液柱的體積保持恒定。但是由于液體慣性的作用,液柱會繼續(xù)擴張。只是其擴張速率會下降,因為新增的表面會使表面能增加。
(2)液柱成頸和液線從噴嘴分離
在液柱拉伸的過程中,液體尾端(噴口)會成頸,即液線的半徑最小化。成頸點是在噴嘴出口處,并且該處的液線半徑保持降低趨勢,如圖1-4(5~9)所示。從圖1-4(5)可以看出,第二個成頸點在接近液柱頭部處開始出現(xiàn),最終形成一個球莖頭。噴嘴到球莖頭就形成了一個長長的過渡液柱。最后,液線的尾端從噴嘴斷開,就一個分離的液線拉著一個球莖頭。
(3)液線的回縮
液線分離時,由于其尾端的曲率半徑很低使得液體的壓力很高,這樣尾端的液體就會向球莖頭端流動,產生回縮現(xiàn)象。同時,在尾部形成圓形頭端,但其曲率半徑比頭部的小得多,如圖1-4(10~12)。因此,尾端的內部壓力就比球莖頭端的壓力大,液體被擠向球莖頭。由于連在液線的這兩端的不對稱性,頭端與尾端的行為表現(xiàn)就不一樣。尾端發(fā)生回縮(向頭端),而頭端的速率幾乎是恒定的。