Диффузия ПАВ из медленно всплывающей капли (случай малых концентраций)
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2020-4-29-36Ключевые слова:
диффузия, конвективный массоперенос, всплывающая капляАннотация
Экспериментально изучена начальная стадия процесса экстракции поверхностно-активного вещества (ПАВ) из нерастворимой капли, медленно всплывающей в неподвижной жидкости. Капля зажата в узком вертикальном зазоре, что заставляет ее принимать форму короткого горизонтального цилиндра со свободной боковой поверхностью и плоскими торцами. Последнее обстоятельство позволяет с помощью интерферометра визуализировать структуру возникающих течений и полей концентрации в капле и окружающей среде и проследить их эволюцию. Для выявления специфики наблюдаемых течений и распределений концентрации также исследован случай диффузии ПАВ из неподвижной капли. В результате выполненных измерений определены зависимости характеристик массопереноса в капле от исходной концентрации диффундирующего реагента и времени.Библиографические ссылки
Ermakov S. A., Ermakov A. A., Chupakhin O. N., Vaissov D. V. Mass transfer with chemical reaction in conditions of spontaneous interfacial convection in processes of liquid extraction. Chemical Engineering Journal. 2001, vol. 84, no. 3, pp. 321–324.
Amar A., GroßHardt E., Khrapitchev A. A., Stapf S., Pfennig A., Blumich B. Visualizing flow vortices inside a single levitated drop. Journal of Magnetic Resonance, 2005, vol. 177, pp. 74–85.
Brounshtein B. I., Rivkind V. Ya., Fishbein G. A., Shuster A. R. Mass transfer accompanied by a chemical reaction taking place rapidly inside a moving spherical drop. Journal of Engineering Physics, , 1974, vol. 26, pp. 699–703.
Watada H., Hamielec A. E., Johnson A. I. A. Theoretical study of mass transfer with chemical reaction in drops. The Canadian Journal of Chemical Engineering, 1970, vol. 48, no. 3, pp. 255–261.
Mendes-Tatsis M. A., Agble D. The effect of surfactants on Marangoni convection in the isobutanol/water system. Journal of Non-Equilibrium Thermodynamics, 2001, vol. 25, no. 3, pp. 239–249.
Tsuji K., Müller S. C. Chemical reaction evolving on a droplet. The Journal of Physical Chemistry Letters, 2012, vol. 3, no. 8, pp. 977–980.
Kostarev K. G. The study of the extraction of surface-active component of a binary liquid from model (“cylindrical”) droplets. Colloid Journal, 2005, vol. 67, no. 3, pp. 318–323.
Kostarev K. G., Briskman V. A. Dissolution of a drop with a high content of a surface-active substance. Doklady Physics, 2001, vol. 46, no. 5, pp. 349–351.
Luo Z. Y., Shang X. L., Bai B. F. Marangoni effect on the motion of a droplet covered with insoluble surfactant in a square microchannel. Physics of Fluids, 2018, vol. 30, 077101.
Luo Z. Y., Shang X. L., Bai B. F. Effect of soluble surfactant on the motion of a confined droplet in a square microchannel. Physics of Fluids, 2019, vol. 31, 117104.
Rao S. S., Wong H. The motion of long drops in rectangular microchannels at low capillary numbers. Journal of Fluid Mechanics. 2018, vol. 852, pp. 60-104.
Bonn D., Kellay H., Amar M. B., Meunier J. Viscous finger widening with surfactants and polymers Physical Review Letters, 1995, vol. 75, no. 11, 2132.
Bonn D., Kellay H., Amar M. B., Meunier J. Viscous fingering in complex fluids. Physica A, 1995, vol. 220, pp. 60–73.
Janssen P., Anderson P. Surfactant-covered drops between parallel plates. Chemical Engineering Research and Design, 2008, vol. 86, no. 12, pp. 1388–1396.
Gallaire F., Meliga P., Laure P., Baroud C. N. Marangoni induced force on a drop in a Hele–Shaw cell. Physics of Fluids, 2014, vol. 26, 062105.
Nikolsky B. P. Handbook on chemistry, vol.3. Leningrad: Chemistry, 1965, 1008 pp. (In Russian).
Abramson A. A., Shchukin E. D. (Eds.) Handbook of Chemist. Leningrad: Chemistry, 1984, pp.392 (In Russian).
Kostarev K. G., Torokhova S. V. Instability of the interface due to surfactant diffusion in the system of immiscible liquids. Microgravity Science and Technology, 2020, vol. 32, No. 3, pp. 507-512.
Birikh R. V., Denisova M. O., Kostarev K. G., Development of concentration-capillary convection on an interfacial surface. Fluid Dynamics, 2015, vol. 50, no. 3, pp. 361–370.
Abramzon A.A., Gaevoj G. M. (Eds.) Surface-active substances. Handbook. Leningrad: Chemistry, 1979, 376 pp. (In Russian).
Heine J. S., Bart H.-J. Visualization of mass transfer during droplet formation. Chemical Engineering and Technology, 2019, vol. 42, no. 7, pp. 1388–1394
Загрузки
Опубликован
Как цитировать
Выпуск
Раздел
Лицензия
Автор предоставляет Издателю журнала (Пермский государственный национальный исследовательский университет) право на использование его статьи в составе журнала, а также на включение текста аннотации, полного текста статьи и информации об авторах в систему «Российский индекс научного цитирования» (РИНЦ).
Автор даёт своё согласие на обработку персональных данных.
Право использования журнала в целом в соответствии с п. 7 ст. 1260 ГК РФ принадлежит Издателю журнала и действует бессрочно на территории Российской Федерации и за её пределами.
Авторское вознаграждение за предоставление автором Издателю указанных выше прав не выплачивается.
Автор включённой в журнал статьи сохраняет исключительное право на неё независимо от права Издателя на использование журнала в целом.
Направление автором статьи в журнал означает его согласие на использование статьи Издателем на указанных выше условиях, на включение статьи в систему РИНЦ, и свидетельствует, что он осведомлён об условиях её использования. В качестве такого согласия рассматривается также направляемая в редакцию справка об авторе, в том числе по электронной почте.
Редакция размещает полный текст статьи на сайте Пермского государственного национального исследовательского университета: http://www.psu.ru и в системе OJS на сайте http://press.psu.ru
Плата за публикацию рукописей не взимается. Гонорар за публикации не выплачивается. Авторский экземпляр высылается автору по указанному им адресу.
