Csepegtető fürt

A  csepphalmaz kondenzátum mikrocseppek hatszögletű szerkezete (a jellemző átmérője 20–200 µm), amelyek a cseppátmérőhöz hasonló távolságban lebegnek egy aktívan párolgó folyadék vízszintes rétegének szabad felülete fölött. A jelenség és a szaporodásához szükséges feltételrendszer első leírása az [1]-ben található .

A jelenség rövid leírása

A cseppklaszter kialakulásához és stabil létezéséhez alapvetően fontos a folyadék-gáz határfelületi felület (IFP) melegedésének lokális jellege, miközben a rétegben nem fordulhat elő termokapilláris áramlás. Az ilyen körülmények nagy felületi feszültségű folyadékokban, felületaktív anyagok (felületaktív anyagok) szennyeződéseinek jelenlétében valósulnak meg . A jelenséget különösen a glicerinnel, benzil-alkohollal, etilénglikollal végzett kísérletek reprodukálják, de történetileg a kutatások nagy részét vízzel végezték. Az MFP helyileg fűtött része felett a gőz gyorsan lehűl, ahogy eltávolodik a folyadék felületétől. Ennek eredményeként a gáznemű közegben mikrocseppek képződnek, amelyek egy része az MFP-re esik, és egy klasztert alkotnak. A cseppklaszter további energiaeloszlási mechanizmust biztosít, és disszipatív szerkezet [2] . A cseppklaszter lebegése a gömb alakú cseppek gőz-levegő sugárral szembeni ellenállásának aerodinamikai erejének köszönhető, amely az MFP fűtött területe felett képződik [3] . Két fő fogalom magyarázza a csepphalmaz hatszögletű szerkezetének kialakulásának mechanizmusát: a cseppek rövid hatótávolságú taszító erői az egyik koncepció szempontjából aerodinamikai jellegűek [4] , a másik szempontjából cseppek által felhalmozott elektromos töltés hozza létre [5] . A cseppfelület alsó és felső része közötti hőmérsékletkülönbség eléri a több fokot, ugyanakkor a cseppképződés kondenzációs mechanizmusa megakadályozza a felületaktív anyagok felhalmozódását benne. Ilyen körülmények között a termokapilláris áramlások cseppenként alakulnak ki, amelyek sebessége összemérhető a klaszter körül áramló gőz-levegő sugár sebességével. Ennek eredményeként egy klasztert nagyon összetett és változatos aerodinamikai hatások jellemeznek: a cseppek tandem kombinációja [6] , több csepp gyors forgása egy közös középpont körül (lásd a videót) stb.

Linkek

  1. 1 2 Fedorets A. A. Cseppfürt. Levelek a JETF-nek. - 2004. - 8. sz. - P. 457-459.
  2. Arinshtein E. A., Fedorets A. A. Az energiadisszipáció mechanizmusa csepphalmaz által. Levelek a JETF-nek. - 2010. - 10. sz. - P. 726-729.
  3. Fedorets A. A., Marchuk I. V., Kabov O. A. A gőzáramlás szerepéről a csepphalmaz disszipatív szerkezetének levitációs mechanizmusában. Levelek ZhTF-nek. - 2011. - 3. sz. - S. 45-50
  4. Fedorets A. A. A hő- és tömegátadás hatásai a folyadék-gáz határfelület helyi melegítése során. Doktori disszertáció kivonata. Tyumen. 2011.
  5. AV Shavlov, Dzhumandzhi VA, Romanyuk SN A cseppenkénti klaszteren belüli vízcseppek elektromos tulajdonságai. Fizika Levelek A. - 2011. - V. 376. - p. 39-45.
  6. Fedorets A. A. A csepphalmaz nem-összeolvadásának mechanizmusáról. Levelek a JETF-nek. - 2005. - 9. sz. - P. 551-555.

Irodalom