1.10.2. Разрушение капель при соударении с градинами. Срывание капель с градин при таянии
Вследствие срывания капель с градин в областях мокрого роста и в результате таяния градин в грозовых облаках существует смесь градин и капель. Тем самым предопределяется соударение градин с каплями и разрушение последних. Возможны два типа соударений - лобовые и касательные. К первым следует отнести все те соударения, при которых капли отражаются от нижней части градины без существенного скольжения, а ко вторым — соударения со скольжением и отрывом в верхней части градины.
Из опытов В. М. Мучника [130], Шевчука и Ирибарне [515, 516] следует, что при лобовых соударениях степень дробления возрастает с увеличением скорости соударения градин и капель. С увеличением размеров капель также происходит увеличение степени дробления. Если модель градины была покрыта водяной пленкой, то наблюдалось возрастание количества мельчайших капелек по сравнению с опытами с сухими моделями. При касательных соударениях капли с градиной происходило срывание воды в виде струйки, которая дробилась на мелкие капельки.
Вопрос об углах соударения градин и капель, при которых наблюдается переход от лобовых соударений к скользящим, совершенно не исследован. Насколько можно судить по опытам В. М. Мучника [131], этот критический угол составляет около 50° (отсчет угла ведется от вертикали). Значение критического угла имеет тенденцию к уменьшению с увеличением скорости соударения.
Бланшар [236] исследовал механизм срывания капель с поверхности тающих градин в вертикальном потоке воздуха. По мере таяния вода сгоняется потоком воздуха вверх по поверхности градины, в результате чего непосредственно над горизонтальной экваториальной линией образуется ободок из воды. В какой-то момент происходит разрушение ободка и вода в виде капель срывается с градины. При этом некоторые капли летят по направлению к вершине, по-видимому, под действием гидродинамических сил, вызванных понижением давления в кильватерном следе градины. Как указывает Бланшар, иногда отрываются капли диаметром до 5 мм, которые в свою очередь раздробляются на значительное число более мелких капелек.
