Vækst af en boblesky i CO 2-mættet vand under mikrogravitation

Den diffusionsdrevne vækst af en tæt sky af bobler nedsænket i en gasopmættet væske er et problem, der finder anvendelse i flere moderne teknologier såsom mikroreaktorer til udveksling af opløsningsmidler, nanoteknologi eller fremstilling af skummende materialer. Under jordens tyngdekraftforhold kan denne dynamik imidlertid kun observeres i et meget begrænset tidsrum, hvis skyen ikke er fastgjort til en overflade på grund af opdriften, dvs. tyngdevirkningen. Her præsenterer vi eksperimentelle observationer af den tidsmæssige udvikling af tætte bobleskyer, der vokser i CO2-opmættet vand under mikrogravitationsforhold. Vi rapporterer om eksistensen af tre regimer, hvor bobleskyen har forskellige vækstrater. På kort tid vokser hver boble uafhængigt af hinanden efter Epstein-Plesset-ligningen. Senere begynder boblerne at interagere med hinanden, og deres vækstrate mindskes, da de konkurrerer om den tilgængelige CO2. Når dette sker, falder væksthastigheden. Dette sker tidligere, jo dybere boblen befinder sig i skyen. Til sidst, på lang tid, er det kun de bobler, der befinder sig på skallen, der fortsætter med at vokse. Disse regimer kan kvalitativt beskrives ved hjælp af en matematisk model, hvor hver enkelt boble vokser i nærvær af en konstellation af punktformede massesænkninger. Selv om modellen kun er gyldig for fortyndede bobleskyer, er dens forudsigelser i overensstemmelse med de eksperimentelle observationer, selv om de bobleskyer, vi observerer, er ret tætte.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.