Dryp klynge

En dråbeklynge  er en sekskantet struktur af kondensatmikrodråber (karakteristisk diameter 20-200 µm), der svæver i en afstand, der kan sammenlignes med dråbediameteren over den frie overflade af et vandret lag af en aktivt fordampende væske. Den første beskrivelse af fænomenet og det sæt af betingelser, der er nødvendige for dets reproduktion, findes i [1] .

Kort beskrivelse af fænomenet

Grundlæggende vigtig for dannelsen og den stabile eksistens af en dråbeklynge er den lokale karakter af opvarmningen af ​​væske-gas-grænsefladeoverfladen (IFP), mens termokapillære strømninger ikke bør forekomme i laget. Sådanne forhold realiseres i væsker med høj overfladespænding, i nærværelse af urenheder af overfladeaktive stoffer (overfladeaktive stoffer). Især er fænomenet gengivet i forsøg med glycerol, benzylalkohol, ethylenglycol, men historisk set er hovedparten af ​​forskningen udført med vand. Over den lokalt opvarmede del af MFP'en afkøles dampen hurtigt, når den bevæger sig væk fra væskeoverfladen. Som et resultat dannes der mikrodråber i det gasformige medium, hvoraf nogle falder ned på MFP'en og danner en klynge. Dråbeklyngen giver en ekstra energiafledningsmekanisme og er en dissipativ struktur [2] . Levitationen af ​​dråbeklyngen skyldes den aerodynamiske modstandskraft fra sfæriske dråber til damp-luftstrålen, som dannes over det opvarmede område af MFP'en [3] . Der er to hovedbegreber, der forklarer mekanismen for dannelsen af ​​den sekskantede struktur af en dråbeklynge: kortdistancefrastødende kræfter af dråber, set fra et af disse begrebers synspunkt, er af aerodynamisk karakter [4] , fra den andens synspunkt genereres de af en elektrisk ladning akkumuleret af dråber [5] . Temperaturforskellen mellem de nedre og øvre dele af dråbeoverfladen når flere grader, samtidig forhindrer kondensationsmekanismen for dråbedannelse akkumulering af overfladeaktive stoffer i den. Under sådanne forhold udvikles termokapillære strømme i dråber, hvis hastighed kan sammenlignes med hastigheden af ​​damp-luftstrålen, der strømmer rundt i klyngen. Som et resultat er en klynge karakteriseret ved meget komplekse og forskelligartede aerodynamiske effekter: kombinationen af ​​dråber i tandem [6] , den hurtige rotation af flere dråber omkring et fælles center (se video) osv.

Links

  1. 1 2 Fedorets A. A. Dråbeklynge. Breve til JETF. - 2004. - Nr. 8. - S. 457-459.
  2. Arinshtein E. A., Fedorets A. A. Mekanisme for energispredning ved en dråbeklynge. Breve til JETF. - 2010. - Nr. 10. - P. 726-729.
  3. Fedorets A. A., Marchuk I. V., Kabov O. A. Om dampstrømmens rolle i levitationsmekanismen for den dissipative struktur af en dråbeklynge. Breve til ZhTF. - 2011. - Nr. 3. - S. 45-50
  4. Fedorets A. A. Effekter af varme- og masseoverførsel under lokal opvarmning af væske-gas-grænsefladen. Resumé af en doktorafhandling. Tyumen. 2011.
  5. AV Shavlov, Dzhumandzhi VA, Romanyuk SN Elektriske egenskaber for vanddråber inde i den dråbevise klynge. Fysik bogstaver A. - 2011. - V. 376. - s. 39-45.
  6. Fedorets A. A. Om mekanismen for ikke-sammensmeltning i en dråbeklynge. Breve til JETF. - 2005. - Nr. 9. - P. 551-555.

Litteratur