Růst oblaku bublin ve vodě nasycené CO 2 v mikrogravitaci

Difuzí řízený růst hustého oblaku bublin ponořených do kapaliny nasycené plynem je problém, který nachází uplatnění v řadě moderních technologií, jako jsou mikroreaktory s výměnou rozpouštědel, nanotechnologie nebo výroba pěnových materiálů. V podmínkách zemské gravitace však lze tuto dynamiku pozorovat pouze po velmi omezenou dobu, pokud mrak není připevněn k povrchu, a to v důsledku působení vztlaku, tj. gravitačních účinků. Zde předkládáme experimentální pozorování časového vývoje hustých bublinových mraků rostoucích ve vodě nasycené CO2 v podmínkách mikrogravitace. Uvádíme existenci tří režimů, v nichž bublinový oblak vykazuje různé rychlosti růstu. V krátkém čase roste každá bublina nezávisle podle Epsteinovy-Plessetovy rovnice. Později se bubliny začnou vzájemně ovlivňovat a rychlost jejich růstu se snižuje, protože soutěží o dostupný CO2. Když k tomu dojde, rychlost růstu se zpomalí. K tomu dochází tím dříve, čím hlouběji se bublina v mraku nachází. Nakonec v dlouhých časech pokračují v růstu pouze bubliny na slupce. Tyto režimy lze kvalitativně popsat matematickým modelem, v němž každá jednotlivá bublina roste v přítomnosti konstelace bodových propadů hmoty. Přestože model platí pouze pro zředěná bublinková mračna, jeho předpovědi jsou v souladu s experimentálními pozorováními, přestože pozorovaná bublinková mračna jsou poměrně hustá.

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna.