термокапиллярная

Рис.Х.15. Смещение X пузырьков газа в запаянном капилляре под действием термокапиллярного течения пленок до-декана при различном градиенте температуры

Скорости движения пузырька V определялись по наклону линейных графиков X ( ), где х — смещение пузырька ж I — время (см. рис. Х.15). Скорость термокапиллярного течения пленки у,с рассчитывалась по разности между измеренной скоростью смещения пузырька V и теоретически рассчитанной скоростью диффузии пара додекана v e = V — v . Средняя толщина пленки Ь, на участке измерений определялась из условия равновесия пленки с менисками [c.321]

Используя теоретически найденное значение константы Гамакера Ло = —1,34-10" эрг, а также известные для додекана значения а и да дТ, можно было сравнить теоретические значения термокапиллярного потока, рассчитанные по уравнению (Х.73), с экспериментальными. Получено хорошее согласие для пленок в капиллярах радиусами г от 17 до 0,4 мкм, что отвечает толщинам пленок н-додекана от 100 до 25 А соответственно. Проведенные измерения подтвердили не только правильность теории термокапиллярного течения, но и [c.321]

Термоосмотическое течение, связанное с измененной энтальпией граничных слоев, обнаруживается не только для воды, но и, притом весьма наглядным методом, для пленок некоторых органических жидкостей [114]. Пленка малолетучей жидкости наносилась на металлическую подложку, вдоль которой создавался и поддерживался некоторый градиент температуры. В начале опыта пленке придавалась форма клина, который с течением времени становился все более пологим. Пленка растекалась под влиянием термокапиллярного течения (см. 4), направленного в холодную сторону. Изменение толщины и профиля пленки наблюдалось но смещению полос интерференции, возникающих при освещении пленки сверху монохроматическим светом. [c.337]

Для неполярного турбинного масла пленка все время имела прямолинейный профиль — расстояния между всеми полосами интерференции были одинаковыми. Течение происходило здесь только под влиянием термокапиллярных сил, приложенных к поверхности пленки и действующих аналогично тангенциальной составляющей воздушного потока при измерении граничной вязкости методом сдувания (см. главу VII, 4). [c.337]

В работах Быховского [115] исследовано влияние термоосмоса на растекание ряда жидкостей по металлам при наличии градиента температуры. При растекании капли по твердой подложке от ее холодного конца к нагретому граница капли, пройдя некоторое расстояние, останавливается. Это связано с уравновешиванием двух противоположно направленных потоков — термокапиллярного и термоосмотического. Расчеты, проведенные с учетом также гидростатического давления в капле и разности поверхностных энергий подложки под каплей и перед ее фронтом, позволили получить оценки произведения изменений удельной энтальпии АН на толщину граничного слоя к, и коэффициента термоосмоса %. Для октанола-2 на поверхности германия термоосмотическое течение было направлено в горячую сторону АНк — —37,2 эрг-см/г. Коэффициент % оказался равным примерно 2-10 см /с. Близкие количественны результаты получены также для капель октанола, ундекана, додекана и дибутилфталата на пластинке титана. Таким образом, явление термоосмоса играет существенную роль также и при неизотермическом растекании жидкостей, в том числе и неполярных, по поверхности полупроводников и металлов. [c.338]

С целью проверки полученных уравнений были поставлены эксперименты [145, 146] с кварцевыми капиллярами, в которых между менисками льда находился пузырек воздуха, что отвечает модельной схеме на рис. Х.28. Эксперименты велись на установке, подобной примененной ранее при изучении термокапиллярного течения смачивающих пленок (см. 5). Схема заполнения капилляра бидистиллятом показана на рис. Х.29, а. Кратковременным понижением температуры до —40° С вода в капилляре замораживалась. Затем, постепенно повышая температуру концов пластины термоэлементами, создавали и поддерживали постоянный градиент температуры У7 = 3,8 4 0,1 град/см. При этом добивались такого распределения температуры, чтобы точка, отвечающая температуре [c.351]

В качестве примера рассмотрим термокапиллярное движение тонкого слоя жидкости в мелком прямоугольном лотке (рис. 17.9) [2, 27, 28]. Изменение поверхностного натяжения вызвано разностью температур (Г, > Гз), при которых поддерживается температура боковых стенок лотка. В итоге вдоль свободной поверхности имеется градиент температуры, что приводит к градиенту 452 [c.452]

Таким образом, приведенная оценка пока.зывает, что в рассмотренной задаче об одномерном термокапиллярном течении тонкого слоя, поверхностное натяжение играет основную роль в формировании течения. [c.455]

На рис. 1 показаны значения V (кривая I), полученные для различной средней температуры опыта. Суммарная скорость переноса складывается из потока пара Га, термокапиллярного г ц и термоосмотического Vo потоков V = + г к + о- Рассчитаны по уравнению Стефана потоки пара, вызывающие движение пузырька в горячую сторону (кривая 2). Так как для пленок воды термокапиллярный поток направлен в ту же сторону, что и поток пара [40], отрицательный знак разности Ар = V — Уд указывает на то, что термоосмотический поток был направлен в горячую сторону. [c.80]

На границе раздела фаз вследствие неоднородности состава и температуры поверхности могут возникать локальные касательные напряжения, вызванные силами поверхностного натяжения, и может измениться поле скоростей вблизи поверхности и даже в объеме жидкости, что обусловлено действием вязких сил. Это явление получило название нестабильности поверхности или соответственно концентрационно-капиллярной конвекции (эффект Марангони) и термокапиллярной конвекции. При определенных условиях нестабильность развивается в стационарную поверхностную конвекцию при этом движение жидкости в целом является устойчивым. [c.92]

Растекание жидкости по поверхности твердого тела при наличии градиента температуры обусловлено двумя факторами термоосмотическим скольжением и термокапиллярным течением [122, 153, 399, 324]. Термоосмотическое скольжение является следствием изменения удельной энтальпии. Градиент скорости локализован в граничном слое у поверхности твердого тела. Величина потока жидкости выражается следующим образом [122]. [c.112]

Термоосмотическое движение происходит в сторону более низкой температуры. Термокапиллярное течение возникает под действием разности поверхностного натяжения, обусловленной градиентом температуры, и действует в противоположном направлении. Величина потока Q , движущегося под действием термокапиллярных сил, выражается уравнением [c.112]

Явления термоосмотического скольжения и термокапиллярного течения экспериментально наблюдали как для низкомолекулярных жидкостей, так и для высокомолекулярных соединений [153]. Установлено, что при увеличении градиента температуры вдоль образца увеличивается скорость течения жидкости от его нагретого конца к холодному. При таком течении кинетика [c.112]

Основываясь на данных о полигональных конвективных структурах, образующихся при высыхании пленок краски, Пирсон [13] предложил теорию термокапиллярной (стационарной) конвекции в тонких жидких слоях, нагреваемых снизу. Однако эффекты плавучести не были им учтены (число Рэлея =о 5,Ь- ДТ/ Эе = О, где об —коэффициент объемного теплового расширения, - уело- [c.158]

На рис. 1 показаны значения V (кривая 1), полученные для различной средней температуры опыта. Суммарная скорость переноса складывается из потока пара Ра, термокапиллярного Рц и термоосмотического Го потоков V = = + 1 0- Рассчитаны по урав- [c.80]

Течение смачивающих пленок под действием T = grada(7 ) носит название термокапиллярного течения [61]. Оно исследовано путем измерения скоростей смещения пузырьков газа в тонких цилиндрических капиллярах под действием постоянного градиента температуры V7 = onst. Смещение пузырька происходит в результате перегонки пара на холодный мениск и термокапиллярного течения пленки, также направленного в холодную сторону, так как да дТ)<0. Скорость термокапиллярного течения, пересчитанная на скорость смещения пузырька VT=qr равна [c.29]

В закрытых системах [229—234] самопроизвольно устанавливается циркуляция дисперсионной среды по своеобразной замкнутой схеме термодиффузионный поток пара (ТДП)-)-тер-мопоток связанной влаги (ТСВ)- -термокапиллярный поток влаги (ТКП) диффузионный поток влаги (ДВП)- пленочное течение влаги под действием градиента расклинивающего давления (ПРД). При этом вынос ионов влагой из материала тем выше, чем больше ТСВ. Поскольку величина термоградиент- [c.78]

Как видно из этого выражения, вклад термокристаллизационного течения пленок растет при уменьшении радиуса капилляров. Подстановка в уравнение (6.12) известных физических характеристик воды (/г 10 см, т1г 0,01 Па-с и ГдаГо) показывает, что отношение У /Уз Х при г 10 мкм. Это определяет весьма важную роль термокристаллизационного течения пленок воды в промерзших тонкопористых телах. При среднем радиусе пор г<с10 мкм основная роль в процессе внутреннего массообмена в промерзших пористых телах вблизи фронта кристаллизации принадлежит термокристаллизационному течению пленок. Напротив, в широкопористых телах (г>10 мкм) перенос влаги происходит в основном в виде пара. Влияние термокапиллярного течения пленок, как показывают оценки [328, 329], не превышает 2% от вклада термокристаллизационного течения (при /гл 10 см), но может возрастать до 20% при уменьшении толшины пленок до 10 см. [c.112]

Полученные результаты можно интерпретировать следующим образом. Термовлагоперенос в торфяных системах обусловлен, в основном, тремя составляющими термопотока влаги термодиффузией пара, термопереносом связанной воды и термокапиллярным течением воды. Общее направление термопотока влаги совпадает с направлением теплового потока. В свою очередь, тер МО влаго переносу в материале противодействуют диффузионный поток и пленочное течение влаги под действием градиента расклинивающего давления, стремящиеся выравнять распределение дисперсионной среды в торфе, привести материал в состояние равновесия. [c.78]

Напряжение сдвига т = да дх может являться также следствием температурной а Т) или концентрационной а С) зависимости поверх-востного натяжения жидкости, если Т или С зависят от х. Термокапиллярное течение пленок, возникающее под действием градиента температуры dTidx, описывается уравнением (Х.72), которое принимает в этом случае следующий вид [82, 83] [c.320]

Так как для большинства жидкостей в довольно широком интервале температуры да дТ onst, термокапиллярный поток оказывается прямо пропорциональным градиенту температуры и всегда лаправлен в холодную сторону, поскольку да дТ < 0. [c.320]

Следует, однако, учесть возможное влияние на скорость массообмена между менисками льда термоосмотического и термокапиллярного потоков в пленке. Поскольку тепловой эффект ЬЛ перехода граничных слоев в объемную воду (см. 6) много меньше теплоты плавления Ь, ясно, что влиянием термоосмоса и в этом случае можно было пренебречь. Термокапиллярный поток в пленке Fi описывается уравнением (Х.73). Сравним этот поток с термокристаллизационным Vf из уравнения (Х.137). Величина отношения получается рав- [c.353]

Наряду с тепловой, к естественной конвекции относят концентрационную, термокапиллярную и капиллярно-концентрационную конвекции [26]. Последние две связаны с движением под действием сил поверхностного натяжения, в отличие от конвекций гравитационного типа. Интенсивность термокапиллярной и капиллярно-концентрационной конвекций определяется числами Марангони.. Интенсивность тепловой и концентрационной конвекции определяется числами Рэлея Ра= Ог Рг, Яао= Ого - 5с, где Ог и Ого — соответственно тепловое и диффузионное числа Грасгофа, характеризующие соотношение архимедовых сил, сил инерции и внутреннего трения в потоке, Рг — число Прандтля (v/a), 5с — число Шмидта /0) [26], где V — кинематический коэффициент вязкости, а — коэффициент температуропроводности, О — коэффициент диффузии. Число Грасгофа определяется по формуле Ог = дО М1 , где а — ускорение свободного падения L — характерный размер потока р — коэффициент объемного расширения ДТ —градиент температуры. [c.209]

Диффузия при сушке. При сущке движение влаги в капиллярно-пористом материале происходит как в виде жидкости, так и в виде пара. Миграция жидкости может осуществляться за счет массопереноса под действием разности капиллярных потенциалов, пленочного течения, обусловленного градиентом расклинивающего давления пленки, поверхностной диффузии в микропо-рах г < 10 м) и переходных порах (г = 10" + 10" м), термокапиллярного течения жидкости во всем объеме поры, термокапиллярного пленочного движения вдоль стенок пор, фильтрационного переноса жидкости под действием градиента общего давления в материале и т. д. Движение пара происходит за счет молекулярной диффузии пара, кнудсеновской диффузии, стефанов-ского потока, термодиффузии пара, теплового скольжения в микро- и макропорах г > 10 м), циркуляции парогазовой смеси в порах, конвективно-фильтрационного переноса под действием градиента общего давления, бародиффузии (молекулярного переноса компонента с большей массой в область повышенного давления) и т. д. [5]. При большом влагосодержании материала преобладает капиллярный поток, с уменьшением влагосодержания материала возрастает вклад парового и пленочного потоков, а также поверхностной диффузии. [c.534]

НОСТИ (влагопроводность), так и благодаря градиенту температуры (тер-мовлагопроводность) [1,9—12]. При сушке с обогревом возникают градиенты температур (табл. 1), направленные от поверхности сушимого слоя к монолиту. При радиационно-конвективной сушке влагосодержание перераспределяется как в холодную сторону под действием температурного градиента, так и в горячую — под действием градиента влажности. Термокапиллярный поток [11] интенсифицирует процесс обезвоживания 20-мм слоя, под действием которого часть влаги поступала в верхние слои нодстилаюшей залежи (кривые /, рис. 1). В слое толщиной 40 мм за тот же период сушки (кривые /, рис. 2) термовлаго-проводность препятствует осушению транзитных слоев, компенсируя поток влаги под действием капиллярного потенциала и частично увлажняя нижние слои образца. За радиационно-конвективный период сушки количество влаги, ушедшей из сушимого слоя в монолит в результате термовлагопроводности, соответствует заштрихованной площади на графиках 1, 2, рис. 1, 2. Это вызвало унос метки в верхние слои монолита [c.386]

Т + ЛТ результируицая сила направлена в сторону низшей температуры и исходное положение оказывается неустойчивш. Таким образом, при То возникает термокапиллярная конвекция [c.159]

Другим примером гравитационно-термокапиллярной неустойчивости является конвективное движение, возникающее в плоских жвдко1фисталлических слоях, нагреваемых снизу [З 3 (см. рис. 3). [c.162]

Рис. 9.(а) Кривые предельной устойчивости (сплошная линия соответствует стационарной устойчивости штриховая - оверх-устойчивости), полученные в результате линейного анализа бидиффузионной термокапиллярной конвекции в отсутствие гравитационных эффектов. Участки ие соответствуют массо-переносу при наличии и в отсутствие эффекта Сорэ. (б) Зависимость критического волнового числа от концентрационного числа Иарангони и частоты свертустойчивых иод. [c.178]

В предыдущих разделах продемонстрирована полезность использования линейного и энергетического (нелинейного) анализов для нахоадения областей межфазной неустойчивости и устойчивости соответственно. Рассматривалась гравитационно-термокапиллярная конвекция в открытом ддя окружающей газовой среды слое жидкости, в котором протекают процессы тепло- или массопереноса. Исследованы в простейшем приближенйи плоские и деформируемые поверхности раздела жидкость - газ. Данный раздел статьи посвящен краткому описанию более сложных ситуаций, связанных с реакциями и диссипативными процессами на межфазной поверхности. [c.185]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология