Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Phổ tính của các thành phần trong môi trường nhớt dưới tác động kết hợp của điện từ học và lực nhiệt mao dẫn: lý thuyết
Tóm tắt
Chuyển động của một thành phần hình cầu trong một môi trường chất lỏng dưới tác dụng kết hợp của các trường điện và từ chéo cùng với lực nhiệt mao dẫn được nghiên cứu lý thuyết. Chuyển động này (phổ tính) có thể được coi là một chuyển động nguyên thủy của các hạt mịn trong các hệ huyền phù, nhũ tương, aerosol và các vật liệu bọt lỏng. Một thuật ngữ được đưa vào phương trình Stokes cho một thành phần trong chất lỏng, xem xét lực nhiệt mao dẫn tác động lên thành phần do sự không đồng nhất về nhiệt độ. Các điều kiện biên trên bề mặt hạt – môi trường được xác định một cách chính xác. Giải pháp cho hệ phương trình (phương trình Stokes cho các thành phần và môi trường, các điều kiện biên) cung cấp một biểu thức cho vận tốc của một thành phần trong môi trường dẫn điện nhớt dưới tác động kết hợp của lực nhiệt mao dẫn và điện từ học. Biểu thức cho vận tốc của phổ tính trong các thể loại không chiều cho thấy mối quan hệ giữa độ nhớt và độ dẫn nhiệt của hạt và môi trường và chứa một thuật ngữ không chiều mới, như tỷ lệ giữa các tác động nhiệt mao dẫn và điện từ (tương tự như số Weber). Các công thức đã được suy diễn có thể được sử dụng để tính toán tỷ lệ chuyển giao trong các huyền phù và nhũ tương dẫn điện chứa nhiều thành phần khác nhau. Vận tốc của các bọt trong kim loại nóng chảy (Cu, Al, Fe, Ag) được tính toán cho thấy rằng các tác động của điện từ học và lực nhiệt mao dẫn là tương đương. Phương pháp lý thuyết này có thể hữu ích cho việc phát triển một phương pháp linh hoạt trong điện công nghệ của các vật liệu chất lỏng.
Từ khóa
#phổ tính #thành phần hình cầu #môi trường nhớt #điện từ học #lực nhiệt mao dẫn #phương trình StokesTài liệu tham khảo
A. I. Raichenko, “Comparative analysis of theories of thermocapillary inclusion motion under zero-gravity condition,” High Temp. Mater. Proc., 23, No. 1, 35–42 (2004).
A. I. Raichenko, “Theory of common effect of gravitation and temperature gradient on the motion of an inclusion in a viscous medium,” Dop. NAN Ukrainy, No. 3, 92–96 (2003).
V. Z. Kanchukoev, A. Z. Kashezhev, and V. A. Sozaev, “An influence of electric field on surface energy and electron work function of alkali metal alloy nanostructures,” in: Proc. 4th Int. Conf. High Temperature Capillarity HTC-2004, Sanremo (2004), p. 108.
I. L. Povkh and B. V. Chekin, Magnetohydrodynamic Separation [in Russian], Naukova Dumka, Kiev (1978).
V. I. Popov and A. B. Tsinover, “Hadamard–Rybczynski problem for crossed electric and magnetic fields,” Magn. Gidrodin., No. 2, 59–62 (1971).
A. I. Raichenko and K. Mukai, “Theory of interaction between a solid inclusion in a liquid with nonuniform viscosity with an advancing solidification front,” J. Appl. Phys., 86, No. 4, 2291–2299 (1999).
G. Kaptay and K. K. Kelemen, “An interfacial force acting on a spherical particle in the interfacial energy gradient,” Trans. JWRI, 30, Special Issue, 305–310 (2001).
V. M. Kuznetsov, B. A. Lugovskoi, and E. I. Sher, “Motion of gas bubbles in liquid under temperature gradient,” Zh. Prikl. Mekh. Tekh. Fiz., No. 1, 124–126 (1966), [NASA Technical Translation F-16569, Sept. (1975)].
A. N. Tikhonov and A. A. Samarskii, Equations of Mathematical Physics [in Russian], Gostekhizdat, Moscow (1953).
W. Rybczynski, “Über die fortsehreitende Bewegung einer flüssigen Kugel in einem zähnen Medium,” Bull. Acad. Sci. Cracovie. Ser. A, 40–46 (1911).
J. Hadamard, “Mouvement permanent lent d’une sphere liquide et visqueuse dans un liquide visqueux,” Paris C. R. Acad. Sci., 152, 1735–1738 (1911).
N. O. Young, L. S. Goldstein, and M. J. Block, “The motion of bubbles in a vertical temperature gradient,” J. Fluid Mech., 6, 350–356 (1959).
Yu. I. Yalamov and A. S. Sanasar’yan, “Motion of droplets in a viscous medium with inhomogeneous temperature,” Inzh. Fiz. Zh., 28, No. 6, 1061 (1975).
Yu. I. Yalamov and A. S. Sanasar’yan, “Motion of coarse droplets, hard particles, and gas bubbles in liquids with inhomogeneous temperature in sliding conditions,” Zh. Tekh. Fiz., 45, No. 10, 2152–2158 (1975).
A. S. Povitskii and L. A. Lyubin, Fundamentals of Dynamics and Heat and Mass Exchange of Liquids and Gases in Gravitation-Free Conditions [in Russian], Mashinostroenie, Moscow (1972).
R. Sasikumar and T. R. Ramamohan, “Distortion of the temperature and solute concentration fields due to the presence of particles at the solidification front. Effect on particle pushing,” Acta Met. Mat., 39, No. 4, 517–522 (1991).
R. S. Subramanian and R. Balasubramaniam, The Motion of Bubbles and Drops in Reduced Gravity, University Press, Cambridge (2001).
S. Sen, F. Juretzko, D. M. Stefanesku, et al., “In situ observations of interaction between particulate agglomerates and an advancing planar solid/liquid interface: microgravity experiments,” J. Cryst. Growth, 204, 238–242 (1999).
D. R. Uhlmann, B. Chalmers, and K. Jackson, “Interaction between particles and a solid-liquid interface,” J. Appl. Phys., 35, No. 10, 2986–2993 (1964).
S. N. Omenyi, A. W. Neumann, and C. J. van Oss, “Attraction and repulsion of solid particles by solidification fronts,” J. Appl. Phys., 52, No. 2, 789 (1981).
B. D. Summ, “Correlation of surface tension temperature coefficient with entropy of fusion,” in: N. Eustathopoulos (ed.), Proc. 1st Int. Conf. High Temperature Capillarity, Bratislava (1994), pp. 202–205.
I. K. Kikoin, Tables of Physical Quantities: Handbook [in Russian], Atomizdat, Moscow (1976).
S. Asai, “The state of the field and its prospects of international development,” in: Proc. Intr. Cong. Electromagnetic Processing of Materials (EPM), Centre Français de l’Electricité, Paris (1997), pp. 5–12.