ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Термокапиллярный дрейф капли из "Химическая гидродинамика" Указанные предположения оправданы, когда размер капли много меньше как характерного размера внешней жидкости, так и пространственного масштаба изменения градиента температуры. [c.239] Рассмотрим установившееся движение капли со скоростью [/ . Как и ранее, предполагаем, что поверхностное натяжение линейно зависит от температуры, а остальные физические параметры жидкостей постоянны. Считаем также, что капля сохраняет сферическую форму вследствие большого капиллярного давления, препятствующего ее изменению. [c.239] Воспользуемся сферической системой координат, связанной с центром движущейся капли, в которой радиальная координата К отсчитывается от центра капли, а угол 9 — от положительного направления оси X. Все параметры и искомые величины вне и внутри капли будем помечать соответственно индексами 1 и 2 . [c.239] Ограничимся изучением случая медленных движений (малые числа Рейнольдса), которые описываются уравнениями Стокса (2.1.2), а в уравнении теплопроводности пренебрегаем конвективным членом (предположение о малости числа Пекле). [c.239] Первое слагаемое Ру в (6.2.8) представляет собой результат Адамара — Рыбчинского для силы сопротивления капли в поступательном потоке (2.2.15). Второе слагаемое есть термокапиллярная сила, действующая на каплю во внешнем градиенте температуры за счет эффекта Марангони. [c.241] Заметим, что результат (6.2.9) для скорости термокапиллярного дрейфа капли в отсутствие гравитации справедлив для произвольных, а не только для малых чисел Рейнольдса. При В = О течение (6.2.6) удовлетворяет полным уравнениям движения без отбрасывания инерционного члена (уравнениям Павье — Стокса). Однако при этом требование малости числа Пекле сохраняется. [c.241] Результаты для газового пузыря получаются из соответствующих результатов для капли, если в них положить = /3 = 0. [c.241] Анализ задачи при произвольных числах Рейнольдса и Пекле возможен лишь численными методами (см., например, [158, 305]). [c.242] Нестационарная задача о разгоне капли внешним градиентом температуры рассмотрена в [6, 130]. [c.242] Однако здесь под величиной А теперь надо понимать градиент поля температуры во внешней жидкости в случае отсутствия капли, но вычисленный в том месте, где в данный момент находится центр капли. [c.242] При исследовании термокапиллярного движения капель и пузырей во внешнем градиенте температуры рассматривались некоторые осложняюш,ие обстоятельства взаимодействие капли с плоской стенкой [258] или взаимодействие капель и пузырей друг с другом [193]. Так, в частности, в [193] показано, что если при движении в поле тяжести взаимодействие капель радиуса а убывает с расстоянием I между ними как а/1, то при термокапиллярном дрейфе — как а/Т) . [c.242] Термокапиллярное движение капли при нелинейной зависимости поверхностного натяжения от температуры. В работе [65] рассмотрена капля, находящаяся в постоянном внешнем градиенте температуры, с нелинейной зависимостью поверхностного натяжения от температуры. В тех случаях, когда эта зависимость немонотонна, в отсутствие гравитации возможно появление плоскостей равновесия капель — устойчивых и неустойчивых. Наличие таких плоскостей может помешать, например, технологическому процессу удаления пузырьков из расплава в условиях микрогравитации при помощи приложения температурного градиента. [c.242] Термокапиллярное движение капли под действием излучения. Создание градиента температуры во внешней жидкости является одним из простейших, но не единственным способом приведения капли в состояние термокапиллярного дрейфа. Так, в случае непрозрачной капли и прозрачной внешней жидкости на каплю, находящуюся в равномерно нагретой жидкости, можно направить световой луч. При этом излучение, поглощаясь в капле, будет неравномерно нагревать ее, приводя к появлению термокапиллярных напряжений. При da/dT О капля будет дрейфовать в сторону своей более нагретой части, т.е. навстречу лучу. [c.243] Более подробно с последними достижениями в этой области можно познакомиться в работах [162, 286]. [c.244] Вернуться к основной статье