НЕСТАЦИОНАРНАЯ КОНВЕКЦИЯ МАРАНГОНИ В КАПИЛЛЯРЕ С ЖИДКОСТЬЮ

Г. М. Панахов, Э. М. Аббасов, А. О. Юзбашиева, В. Д. Балакчи

Аннотация


В работе исследуется возможность регулирования поверхностного натяжения в системе двух слоев несмешивающихся жидкостей с общей границей раздела. Спектр прикладных задач определяет важность исследования механизмов возбуждения конвекции и ее влияния на характеристики конвективных движений, возникающих при действии сил гравитации и сил Марангони.Актуальность исследования обусловлена широким проявлением конвекции Марангони в капиллярных процессах, обусловленных процессами тепломассообмена в многофазных средах, так как формирование капиллярного движения является общепризнанным методом интенсификации.Появление неустойчивости во флюидонасыщенных пористых средах обусловлено различием определяющих параметров жидкостей и механизмом влияния свойств химических агентов на отмывающие свойства растворов. Характер конвективных течений и их возникновение в таких системах обусловлен целым рядом различных факторов. В зависимости от соотношений параметров контактирующих сред может преобладать как свободноконвективный механизм, так и термокапиллярный. В случаях микротечений жидкостей в пористых средах со сложной структурой важную роль играет эффект Марангони. Вследствие этого, при решении прикладных задач важно знать, какой из механизмов возбуждения конвекции является преобладающим и какое влияние он оказывает на характеристики конвективных движений, возникающих при совместном действии сил гравитации и сил Марангони. В этом случае возрастает влияние таких факторов, как сложная геометрия системы, давление, температура, состав и концентрация химических компонентов во флюидах. В отличие от равновесных конфигураций при развитии неустойчивости течений в поровых каналах важным фактором является взаимодействие возмущений с основным потоком.Целью исследования являлось выявление эффективных реагентов для конвективного движения, снижающих поверхностное натяжение при переменных термобарических и концентрационных параметрах. Выявлено влияние совместного действия различных водных растворов и давления вытеснения на поверхностное натяжение между жидкостями.

Ключевые слова


щелочной раствор;поверхностное натяжение;концентрация;давление;капилляр;конвекция Марангони;alkaline solution;surface tension;concentration;pressure;capillary;Marangoni convection;

Полный текст:

PDF

Литература


Kovalchuk N.M., Vollhardt D. Effect of Substance Properties on the Appearance and Characteristics of Repeated Surface Tension Auto-Oscillation Driven by Marangoni Force // Phys. Rev. E. 2004. Vol. 69. 016307. P. 1-13.

Kovalchuk N.M., Pimienta V., Tadmouri R., Miller R., Vollhardt D. Ionic Strength and pH as Control Parameters for Spontaneous Surface Oscillations // Langmuir. 2012. Vol. 28, Issue 17. P. 6893-6901.

Kostarev К.G., Zuev A.L., Viviani A. Oscillatory Marangoni Convection around the Air Bubble in a Vertical Surfactant Stratification // J. Comptes Rendus Mecanique. 2004. Vol. 332, No. 1. P. 1-7.

Mizev A., Trofimenko A., Schwabe D., Viviani A. Instability of Marangoni Flow in the Presence of an Insoluble Surfactant. Experiment // EPJ Special Topics. 2013. Vol. 219. P. 89-98.

Mizev A.I. Influence of an Adsorption Layer on the Structure and Stability of Surface Tension Driven Flows // Physics of Fluids. 2005. Vol. 17. No. 12. P. 1-5.

Бирих Р.В., Денисова М.О., Костарев К.Г. Возникновение конвекции Марангони, вызванной локальным внесением ПАВ // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 2011. № 6. C. 56-68.

Bull J.L., Grotberg J.B. Surfactant Spreading on Thin Viscous Films: Film Thickness Evolution and Periodic Wall Stretch // Experiments in Fluids. 2003. Vol. 34. P. 1-15.

Lefebvre du Prey E. Methode d'interpretation de la goutte posée pour mesurer la tension interfacial et l'angle de contact / Revue de l’Institute Français du Petrole. 1968, No. 3.

Гурвич Л.Г. Научные основы переработки нефти. 3 изд. М.-Л.: Гостоптехиздат, 1940. 542 c.

Harkins W.H., Zollman H.I. // J. Amer. Chem. Cos. 1926. No. 48.

Stachelberg M., Klochner E., Mohrhauer P. // Koll. Z. 1949. No. 115. P. 53.

Hartridge H., Peters R. // Proc. Roy. Soc. 1922. No. 101. P. 448.

Жуховицкий А.А., Шварцман Л.А. Физическая химия. М.: Металлургия, 2001. 688 с.

Перри Дж.Г. Справочник инженера химика. М.: Химия, 1969. Т. 1. 640 с.

Gugliotti M., Baptista M.S., Politi M.J. Laser-Induced Marangoni Convection in the Presence of Surfactant Monolayers // Langmuir. 2002. Vol. 18, No. 25. P. 9792-9798.

Peters R. // Proc.Roy. Soc. 1931. No. 133.




DOI: http://dx.doi.org/10.17122/ogbus-2018-6-60-77

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.