Термокапиллярная конвекция

Cтраница 1

Квазидвумерные конвективные валы, наблюдавшиеся В. С. Берднико-вым и В.А.Марковым в слое этилового спирта при R 5 06 - 103 ( видны дефекты структуры, называемые дислокациями. [1]

Термокапиллярная конвекция исследована на сей день гораздо менее обстоятельно, чем термогравитационная. При взаимодействии этих двух механизмов, как показали эксперименты [85], по мере увеличения ДТ после возникновения бе-наровских ячеек их характерный размер вначале уменьшается, а затем начинает расти. Поскольку для термогравитационной конвекции характерен рост масштаба течения с ДТ ( см. разд. ДТ рэлеевский механизм преобладает. [2]

Кроме того, из-за термокапиллярной конвекции могут потребоваться большие перегревы стенки, чем те, которые получаются из формулы ( 5 - 9), что подтверждается некоторыми экспериментальными данными. [3]

Способы перемешивания расплава в различных вариантах кристаллизационного концентрирования. [4]

Наличие свободной поверхности жидкости создает условия для возникновения естественной термокапиллярной конвекции ( эффекта Маран-гони) [93] в слое расплава толщиной до 10 мм, примыкающем к усадочной раковине. Эффект Марангони обусловлен температурной зависимостью поверхностного натяжения жидкости и по интенсивности перемешивания расплава сравним с термогравитационной конвекцией. [5]

Тан, например, метод, предложенный в [23] применительно к плоской задаче о термокапиллярной конвекции, близок к методу С. [6]

Распределение поверхностной скорости wx по длине лотка х при хемосорбции СО2 0 98 М раствором ДЭТА ( кривая 1 и без хемосорбции ( кривая 2. 3 - - расстояние между соседними изображениями частицы . [7]

Кроме того, необходимо учитывать, что именно в хемосорбционном процессе возможно заметное проявление эффекта термокапиллярной конвекции, также приводящей к ускорению массопередачи. Так, по данным работы [156] при поглощении СО2 водным раствором МЭА была зафиксирована разность температур 4 С между поверхностью и объемом жидкости; указанная разность температур обусловливает градиент поверхностного натяжения 0 6 - 10 - 3 Н / м, вполне достаточный, по мнению авторов, для развития нестабильности поверхности. [8]

На рис. 5.12 представлены результаты для случая, когда содержащая газ жидкость непрерывно поступает к поверхности нагрева вследствие вынужденной конвекции. Пузырьки газа могут появляться при температурах, которые значительно ниже нормальной точки кипения, и дополнительный конвективный перенос, вероятно, вызванный термокапиллярной конвекцией, может приводить, как показано, к значительно большим тепловым потокам. [9]

Схема установки для получения металлических порошков распылением расплава при охлаждении микрокапель во время их свободного полета в холодном благородном газе. [10]

Конвекция может быть свободная ( естественная), появляющаяся в поле действия гравитационных сил при наличии неоднородности плотности во флюиде, возникшей в результате действия градиентов температуры или химического потенциала. Вынужденная конвекция вызывается внешним механическим воздействием на среду. Капиллярная конвекция появляется в объемах жидкости со свободной поверхностью при наличии перепадов поверхностного натяжения, вызванных действием градиентов температуры ( термокапиллярная конвекция) или химического потенциала поверхностно-активного вещества. [11]

В экспериментах на ПКК Союз-Аполлон установлено, что влияние микроускорений, действующих на борту КА, и в особенности составляющей, поперечной к направлению кристаллизации, приводит к существенной макронеоднородности кристаллов, выращиваемых из расплава методом Бриджмена. На долговременных орбитальных станциях ( ДОС) - ПКК типа Салют - были получены во многих случаях первые результаты в области физики и механики невесомости. Например, при исследовании явлений в жидкости впервые систематически наблюдалось подавление гравитационной конвекции и развитие капиллярных типов конвекции, изучались различные методы управления интенсивностью термокапиллярной конвекции, а также движение газовых пузырей в жидкости и их устойчивость. Большинство таких экспериментов было выполнено на ДОС Салют-6. В ряде случаев получены кристаллы с улучшенной структурой по сравнению с наземными кристаллами-аналогами, так как условия роста, по-видимому, контролировались, в основном, диффузионным механизмом переноса. [12]

В результате была показана возможность конкуренции указанных механизмов и, в частности, были отмечены ситуации, при которых адсорбированные поверхностно-активные примеси способны оказывать значительное стабилизирущее действие на возникновение термокапиллярной конвекции. [13]

Нетрудно представить себе поэтому влияние поверхностно-активных добавок на термокапиллярный механизм неустойчивости. В самом деле, если под влиянием возмущения элемент жидкости всплывает на поверхность, то в данном месте поверхности образуется участок с относительно меньшей концентрацией поверхностно-активной примеси, и, следовательно, с большим поверхностным натяжением. Поэтому возникают тангенциальные силы, направленные радиально к этому участку поверхности. Эти силы, таким образом, направлены противоположно термокапиллярным силам, обусловленным неоднородностью температуры поверхности. Следовательно, наличие адсорбированной пленки должно оказывать стабилизирующее действие на возникновение термокапиллярной конвекции. [14]

Эти ячейки, получившие впоследствии название ячеек Бенара, были в основном шестиугольными, и вся картина напоминала пчелиные соты. Ее возникновение в настоящее время объясняют зависимостью поверхностного натяжения от температуры. Эксперименты Бенара ( описанные, в частности, Кошмидером в его книге [7]) стимулировали активное изучение конвекции - как экспериментальное, так и теоретическое. Поэтому именно они считаются отправной точкой в формировании современных взглядов на конвекцию как на явление, связанное с важным классом гидродинамических неустойчивостей. И это несмотря на то, что исследования конвекции ведут свое начало с середины восемнадцатого столетия - с работ Джорджа Хэдли ( Гадлея) и Михаила Васильевича Ломоносова, и несмотря на то, что впоследствии основное внимание уделялось конвекции, вызванной тепловой плавучестью, а не поверхностным натяжением. Более того, структура тепловой, или термогравитационной конвекции обычно отличается от структуры термокапиллярной конвекции: во множестве важных случаев структуры тепловой конвекции бывают образованы квазидвумерными валами, а не трехмерными ячейками. [15]

Страницы: 1 2