Неустойчивость - марангонь
Cтраница 2
Аналогичный эффект может иметь место, если неустойчивость Марангони усиливается гравитационной неустойчивостью. Взаимодействие этих двух типов неустойчивости имеет особое значение для аппаратов с горизонтальной межфазной поверхностью. Визуально, например, при использовании шшрен-методов наблюдения, указанные неустойчивости четко различаются: для неустойчивости Марангони характерна малая глубина проникновения и высокая интенсивность движений, тогда как для гравитационной - низкая интенсивность, но большая глубина проникновения. Это различие очень помогает при анализе результатов, полученных для разнообразных недисперсных ячеек с перемешиванием и контакторов с горизонтальным потоком. [16]
 |
Межфазная турбулентность при движущих силах, превышающих критические значения. ( По материалам Эллиса и Биддалфа. [17] |
Согласно публикации Остина, Банцика и Савистовского [8], поверхностную турбулентность может инициировать электрическое поле. При изучении массообмена между водой и изобутиловым спиртом эти исследователи установили, что приложенная разность потенциалов сильно повышает коэффициент массоотдачи от органической фазы. Они высказали предположение, что локальные изменения плотности заряда приводят к изменению поверхностного натяжения и, следовательно, к неустойчивости Марангони. [18]
Для многих веществ сила поверхностного натяжения на поверхности раздела, в частности на свободной поверхности жидкости, зависит также от температуры. Следовательно, любые температурные градиенты, направленные вдоль такой поверхности, вызывают появление соответствующих градиентов поверхностного натяжения. Эти градиенты порождают локальные движения поверхности, которые в свою очередь вследствие наличия касательных напряжений в лежащих ниже областях инициируют циркуляционные движения жидкости типа описанных Бенаром. Указанный термокапиллярный эффект был впервые исследован Пирсоном [54] и получил название неустойчивости Марангони. Для его описания обычно вводится параметр, называемый числом Марангони. [19]
Для многих веществ сила поверхностного натяжения на поверхности раздела, в частности на свободной поверхности жидкости, зависит также от температуры. Следовательно, любые температурные градиенты, направленные вдоль такой поверхности, вызывают появление соответствующих градиентов поверхностного натяжения. Эти градиенты порождают локальные-д вижения поверхности, которые в свою очередь вследствие наличия касательных напряжений в лежащих ниже областях инициируют циркуляционные движения жидкости типа описанных Бенаром. Указанный термокапиллярный эффект был впервые исследован Пирсоном [54] и получил название неустойчивости Марангони. Для его описания обычно вводится параметр, называемый числом Марангони. [20]
Эффект Марангони приводит к появлению конвективных движений на поверхности, направленных от областей с меньшим поверхностным натяжением t R) к областям, где значение этого коэффициента выше ( &), что в итоге и обусловливает воспроизведение и распространение начальных возмущений в форме так называемых циркуляционных ячеек неустойчивости Марангони. Система таких ячеек, связанная по своей-физической природе с конвекцией, температурой и поверхностным натяжением, представляет собой типичную дис-сяпативную структуру. Шварцем провели подробный математический анализ [1], результаты которого находятся в согласии с экспериментальными данными и дают следующую оценку: конвективная ячеечная неустойчивость имеет место при подавлении нагрева, а устойчивость - при наличии источника тепла. В этой работе был использован метод линейного анализа неустойчивости Марангони с учетом тепле - и массопереноса, развитый Стершшнгом и Скривеном [2], который кроме устойчивости и ячеечной неустойчивости, позволил получить условия возникновения колебаний. [21]
Страницы: 1 2