Диффузия ПАВ из медленно всплывающей капли (случай малых концентраций)

Мария Олеговна Денисова (Maria O. Denisova), Мария Владимировна Ошмарина (Maria V. Oshmarina)

Аннотация


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.


Ключевые слова


диффузия; конвективный массоперенос; всплывающая капля

Полный текст:

PDF

Литература


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




DOI: http://dx.doi.org/10.17072/1994-3598-2020-4-29-36

Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


Лицензия Creative Commons
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.


ISSN: 1994-3598

Адрес издателя и учредителя: ПГНИУ, ул. Букирева, д. 15, г. Пермь, 614990

Журнал зарегистрирован Федеральной службой по надзору за соблюдением законодательства в сфере массовых коммуникаций и охраны культурного наследия. Свидетельство о регистрации средства массовой информации ПИ № ФС77-66788 от 08 августа 2016 г.

Журнал включен в Перечень ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук (специальности: 01.02.05 - Механика жидкости, газа и плазмы; 01.04.07 - Физика конденсированного состояния).

Научное издание

© ФГБОУ ВО «Пермский государственный национальный исследовательский университет», 2019

Лицензия Creative Commons Материалы журнала публикуются по лицензии Creative Commons - Attribution 4.0 International (CC BY 4.0).