Academic Journal
Конвекция Марангони при диффузии ПАВ из капли
| Τίτλος: | Конвекция Марангони при диффузии ПАВ из капли |
|---|---|
| Πηγή: | Вестник Нижегородского университета им. Н.И. Лобачевского. |
| Στοιχεία εκδότη: | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского», 2011. |
| Έτος έκδοσης: | 2011 |
| Θεματικοί όροι: | ИНТЕРФЕРЕНЦИОННЫЕ МЕТОДЫ,ПОВЕРХНОСТНЫЕ ЯВЛЕНИЯ,ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНОЕ ВЕЩЕСТВО,КОНВЕКЦИЯ МАРАНГОНИ,КОСМИЧЕСКИЙ ЭКСПЕРИМЕНТ |
| Περιγραφή: | The paper presents the results of terrestrial modeling and space experiments carried out to investigate diffusion of the surfaceactive substance (surfactant) from a drop of binary mixture to the surrounding liquid. The objective of these studies is to estimate the role of the capillary effect in the formation of mass transfer under conditions of maximum suppression of the gravitational motion and to identify parameters, which can be used to describe surfactant dissolution from the drop and the evolution of the concentration field round the drop. The application of the interferometric techniques allowed us to visualize the structure of flows and surfactant concentration fields and to watch their evolution. Laboratory experiment with a drop in a thin horizontal layer has shown that surfactant diffusion is accompanied by an intensive, non-stationary Marangoni convection. The observed motion is caused by the vertical surfactant gradients generated at the free boundary of the drop under the action of the buoyancy force, while its non-stationary behavior is attributed to an essential difference in the diffusion time and viscosity. By contrast, the process of surfactant diffusion under microgravity conditions gave rise to a relatively weak and rapidly decaying solutal Marangoni convection despite repeated attempts to create favorable conditions for its development. The main reason for the observed phenomenon was the existence of long-lived concentration fields, which were generated near the interface due to a large characteristic time of the surfactant diffusion and negligible gravitational mechanisms of motion. Представлены результаты наземного моделирования и космического эксперимента по изучению диффузии поверхностно-активного вещества (ПАВ) из капли бинарной смеси в окружающую жидкость. Целью исследования являлась оценка роли капиллярных эффектов в формировании массообмена в условиях максимального подавления гравитационного движения, выбор характеристик для описания процесса растворения ПАВ из капли и эволюции концентрационного поля вокруг нее. Применение интерферометрии позволило визуализировать структуру течений и полей концентрации ПАВ и проследить их эволюцию. Обнаружено, что в лабораторном эксперименте с каплей в тонком горизонтальном слое диффузия ПАВ сопровождается развитием интенсивной нестационарной конвекции Марангони. Причиной движения являются вертикальные градиенты ПАВ, возникающие на свободной границе капли в результате действия архимедовой силы, а нестационарный характер обусловлен существенным различием во временах диффузии и вязкости. В микрогравитации процесс диффузии ПАВ, напротив, вызвал возникновение относительно слабой и быстро затухающей концентрационной конвекции Марангони, несмотря на неоднократное создание условий для ее развития. Основой наблюдаемого явления оказалось формирование долгоживущих полей концентрации вблизи межфазной поверхности благодаря большому характерному времени диффузии ПАВ и отсутствию гравитационных механизмов движения. |
| Τύπος εγγράφου: | Article |
| Περιγραφή αρχείου: | text/html |
| Γλώσσα: | Russian |
| ISSN: | 1993-1778 |
| Σύνδεσμος πρόσβασης: | http://cyberleninka.ru/article_covers/14997596.png http://cyberleninka.ru/article/n/konvektsiya-marangoni-pri-diffuzii-pav-iz-kapli |
| Αριθμός Καταχώρησης: | edsair.od......2806..fc65a09d712c2fef9a62c54adc749c8a |
| Βάση Δεδομένων: | OpenAIRE |
| ISSN: | 19931778 |
|---|