Surfactant effect an average flow generation near curved interface
DOI:
https://doi.org/10.17072/1994-3598-2016-3-42-48Abstract
The present work is devoted to the average flow generation near curved interface with a surfactant adsorbed on the surface layer. The investigation was carried out for a liquid drop embedded in a viscous liquid with a different density. The liquid flows inside and outside the drop are generated by small amplitude and high frequency vibrations. Surfactant exchange between the drop surface and the surrounding liquid is limited by the process of adsorption-desorption. It was assumed that the surfactants are soluble in the surrounding liquid, but not soluble in the liquid drop. Surrounding liquid and the liquid in the drop are considered incompressible. Normal and shear viscous stresses balance at the interface is performed under the condition that the film thickness of the adsorbed surfactant is negligible. The problem is solved under assumption that the shape of the drop in the presence of adsorbed surfactant remains spherical symmetry. The effective boundary conditions for the tangential velocity jump and shear stress jump, describing the above generation have been obtained by matched asymptotic expansions method. The conditions under which the drop surface can be considered as a quasi-solid are determined. It is shown that in the case of the significant effect of surfactants on the surface tension, the dominant mechanism for the generation is the Schlichting mechanisms under vibrations.Received 25.10.2016; accepted 29.11.2016References
Blekhman I. I. Vibrational mechanics. Singapore: World Scientific, 2000. 536 p.
Kapitza P. L. Pendulum with a vibrating suspension. Uspekhi Fizicheskikh Nauk, 1951, vol. 44, no. 5, pp. 7–20.
Schlichting H. Boundary-layer theory. New-York: Springer, 2000, 800 p.
Nyborg W. Acoustic streaming, In: Mason W. (Ed.) Physical Acoustics, vol. 2 B. New-York: Academic Press, 1968, pp. 265–331.
Landau L. D., Lifshitz E. M. Course of Theoretical Physics, vol. 6. Fluid dynamics. Oxford: Butterworth-Heinemann, 1987. 552 p.
Longuet-Higgins M. S. Mass transport in water waves. Philosophical Transactions A. 1953, vol. 245, pp. 353–581.
Dore D. On mass transport induced by interfacial oscillations at a single frequency. Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, 1973, vol. 74, pp. 333–347.
Lyubimov D. V., Lyubimova T. P., Cherepanov A. A. Dynamics of interfaces in vibration fields. Moscow: Fizmatlit. 2003 (In Russian).
Gershuni G. Z., Lyubimov D. V. Thermal Vibrational Convection. New York: Wiley, 1998, 358 p.
Klimenko L. S., Lyubimov D. V. Generation of an average flow by a pulsating stream near a curved free surface. Fluid Dynamics, vol. 47, no. 1, 2012, pp. 26–36.
Klimenko L. S., Lyubimov D. V. Average flow generation by pulsating flow near cylindrical gas bubble, Bulletin of Perm University. Series: Physics, 2011, no. 1, pp. 9–13.
Lyubimov D. V., Klimenko L. S., Generation of an average flow in a pulsation flow near a curved fluid interface. Vestnik of Lobachevsky University of Nizhni Novgorod. 2011, no, 4, pp. 951–953.
J. Wu, G. Du, Streaming generated by a bubble in an ultrasound field. Journal of the Acoustical Society of America. 1997, vol. 101, no. 4, pp. 1899–1907.
Х. Liu, J. Wu. Acoustic microstreaming around an isolated encapsulated microbubble. Journal of the Acoustical Society of America. 2009, vol. 125, no. 3, pp. 1319–1330.
Lyubimov D. V., Konovalov V. V., Lyubimova T. P., Egry I. Small amplitude shape oscillations of a spherical liquid drop with surface viscosity, Journal of Fluid Mechanics. 2011, vol. 677, pp. 204–217.
Levich V. G. Physicochemical hydrodynamics. Englewood Cliffs: Prentice Hall, 1962. 700 p.
Van Dyke M. Perturbation methods in fluid mechanics. Stanford: Parabolic Press. 1975. 271 p.
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
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.