Buborékfelhő növekedése CO 2-vel telített vízben mikrogravitáció alatt

A gázzal telített folyadékba merülő sűrű buborékfelhő diffúzió által vezérelt növekedése olyan probléma, amely számos modern technológiában, például oldószercserés mikroreaktorokban, nanotechnológiában vagy habos anyagok gyártásában talál alkalmazást. Földi gravitációs körülmények között azonban ezek a dinamikák a felhő felhajtóerejének, azaz a gravitációs hatásoknak a hatására csak nagyon korlátozott ideig figyelhetők meg, ha a felhő nem kötődik valamely felszínhez. Itt bemutatjuk a CO2-vel túltelített vízben növekvő sűrű buborékfelhők időbeli fejlődésének kísérleti megfigyeléseit mikrogravitációs körülmények között. Három olyan rezsim létezéséről számolunk be, ahol a buborékfelhő különböző növekedési sebességet mutat. Rövid idő alatt minden buborék önállóan növekszik az Epstein-Plesset-egyenletet követve. Később a buborékok kölcsönhatásba lépnek egymással, és növekedési sebességük csökken, mivel versenyeznek a rendelkezésre álló CO2-ért. Amikor ez megtörténik, a növekedési sebesség lelassul. Ez annál hamarabb következik be, minél mélyebben van a buborék a felhőben. Végül, hosszú idő után már csak a héjon lévő buborékok növekednek tovább. Ezek a rezsimek minőségileg leírhatók egy olyan matematikai modellel, amelyben minden egyes buborék pontszerű tömegnyelők konstellációjának jelenlétében növekszik. Annak ellenére, hogy a modell csak híg buborékfelhőkre érvényes, előrejelzései összhangban vannak a kísérleti megfigyelésekkel, még akkor is, ha az általunk megfigyelt buborékfelhők meglehetősen sűrűek.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.