Термокапиллярный эффект

Термокапиллярное движение капли во внешнем градиенте температуры. Рассмотрим задачу о термокапиллярном эффекте для капли, помещенной в неоднородную по температуре жидкую среду [319]. При наличии внешнего градиента температура не будет постоянной вдоль поверхности капли, поэтому следует ожидать появления термокапиллярных напряжений, которые направлены от горячего полюса капли к холодному, если ко- [c.238]

ЖИДКИХ спермацете и парафине со свободной верхней поверхностью, обусловлены действием совершенно иного физического эффекта. 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. [c.213]

Среди явлений в ванне расплава вольфрама под пятном электрической дуги необходимо отметить еще одно. Температура поверхности электродного пятна (ванны расплава) максимальна в центре и спадает к краю, а сила поверхностного натяжения при этом возрастает. За счет изменения силы поверхностного натяжения (термокапиллярный эффект) возникает движение жидкости на поверхности расплава от центра к краю. Оно передается внутрь за счет сил вязкого трения. Последние удерживают расплав в замкнутом объеме, т. е. это явление действует в одном ключе с электрическим полем, которое возвращает ионизованные испарившиеся атомы вольфрама обратно на катод. [c.78]

В довольно широких предположениях вариант амплитудного уравнения предложили Кросс [51] и Кузнецов и Спектор [52]. Кросс рассматривал слой, симметричный относительно средней плоскости, допуская как свободные, так и жесткие граничные условия на обеих границах слоя. Кузнецов и Спектор учли асимметрию слоя. Нижняя граница слоя считалась либо жесткой, либо свободной, но не деформируемой. Верхняя поверхность была свободной, и либо на ней допускался термокапиллярный эффект (температурная зависимость поверхностного натяжения), либо учитывалась ее деформация. Кроме того, вязкость могла зависеть от температуры. Авторы работ [51, 52] не пользовались модифицированным (модулированным) нейтральным решением, а оперировали фурье-преобразованием по ж и / для низшей (по г) гармоники каждой физической переменной (считая к близким к с)- Уравнение получается путем проектирования исходной системы на низшую собственную функцию линейной задачи с инкрементом (2.39). Для симметричного слоя оно имеет вид [c.44]

Однако имеется и такой эксперимент, в котором сужение полосы волновых чисел, связанное с присутствием боковых стенок, все же наблюдалось, правда, при существенной роли термокапиллярного эффекта [281]. Опыты проводились в кольцевом канале, имитирующем бесконечный слой для перехода к случаю конечного резервуара в канал могла вставляться радиальная перегородка. [c.179]

Непостоянство коэффициента поверхностного натяжения вдоль границы раздела двух несмешивающихся жидкостей проявляется в том, что на поверхности возникают дополнительные касательные напряжения, называемые капиллярными, которые могут существенно влиять на движение жидкостей, а в случае отсутствия гравитации и других сил полностью определяют ее движение. Явления, обусловленные возникновением сил, связанных с градиентами поверхностного натяжения, носят общее название эффекта Марангони. В частности, если существенна температурная зависимость поверхностного натяжения, то говорят о термокапиллярном эффекте, если концентрационная — о концентрационно-капиллярном эффекте. [c.231]

Для того чтобы подчеркнуть роль химической реакции, описываемые далее термокапиллярные эффекты принято называть хемо-термокапиллярными. [c.245]

Что касается тепловой части задачи, то в рассматриваемом случае для описания термокапиллярного эффекта недостаточно ограничиться нулевым приближением поля температуры по малому числу Пекле, поскольку в этом случае температура оставалась бы постоянной вдоль поверхности капли. Поэтому вместо уравнений (6.2.2) здесь используются более общие уравнения конвективной теплопроводности [c.245]

В предельном случае /3 оо (большая вязкость вещества капли) термокапиллярный эффект не влияет на движение, -В — у, капля будет обтекаться как твердая сфера и из (6.3.3) получается закон Стокса (2.2.5). При т = О (отсутствие тепловыделения или незави- [c.246]

Критерий взаимодействия капиллярных сил и молекулярного трения Р =у .и/а. В форме числа Марангони характеризует термокапиллярные эффекты на свободной поверхности жидкости Ма= [A7 L/( ,й)](Эa/<9Г. [c.24]

ПО периметру зазором, в котором рабочая жидкость имеет свободную поверхность и толщина ее слоя не контролируется. В этом зазоре из-за сложного распределения температуры в сочетании с термокапиллярным эффектом (см. п. 4.1.1) развиваются неупорядоченные трехмерные конвективные течения. Чтобы исключить их влияние на конвекцию в рабочей области (под верхним теплоообменником), многие экспериментаторы ограничивают эту область дополнительными боковыми стенками, вкладывая специальную рамку. Другие [36, 271] намеренно этого не делают, поскольку, по их наблюдениям, благодаря зазору стенки камеры меньше влияют на структуру течения в рабочей области. [c.34]

Термокапиллярный эффект. Первая экспериментальная работа, весьма определенно продемонстрировавшая роль поверхностного натяжения в формировании шестиугольных ячеек, принадлежит Блоку 82]. В частности, ему удалось наблюдать ячейки при К < Кс и даже при Д < 0), когда термогравитационный механизм отключен . Не вдаваясь в подробное обсуждение термокапиллярной конвекции, или конвекции Бенара—Марангони, порекомендуем читателю в качестве очень хорошего введения в этот предмет глав 1, 3 и 4 книги Кошмидера [7 [c.64]

В опытах на силиконовом масле с мало меняющейся вязкостью наблюдались либо конвективные валы — в закрытом сверху слое, либо щестиугольники — в слое со свободной поверхностью, где действует термокапиллярный эффект. Если же использовался арохлор, вязкость которого сильно зависит от температуры, то щестиугольники возникали и в закрытом слое при условии, что он был достаточно тонким и, соответственно, градиент температуры — достаточно большим. [c.71]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология