Groei van een bellenwolk in met CO 2 verzadigd water onder microzwaartekracht

De diffusie-gedreven groei van een dichte bellenwolk ondergedompeld in een met gas verzadigde vloeistof is een probleem dat toepassingen vindt in verschillende moderne technologieën zoals solvent-uitwisselende microreactoren, nanotechnologie of de fabricage van schuimende materialen. Onder de zwaartekrachtsomstandigheden van de aarde kan deze dynamiek echter slechts gedurende een zeer beperkte tijd worden waargenomen als de wolk niet aan een oppervlak is bevestigd, ten gevolge van de werking van het drijfvermogen, d.w.z. van de zwaartekrachtseffecten. Hier presenteren we experimentele waarnemingen van de tijdsevolutie van dichte bellenwolken die groeien in CO2-verzadigd water onder microzwaartekrachtcondities. We melden het bestaan van drie regimes waar de bellenwolk verschillende groeisnelheden vertoont. Op korte tijd, groeit elke bel onafhankelijk volgens de Epstein-Plesset vergelijking. Later, beginnen de bellen met elkaar te interageren en hun groeisnelheid vermindert als zij concurreren voor de beschikbare CO2. Wanneer dit gebeurt, vertraagt de groeisnelheid. Dit gebeurt eerder naarmate de bel zich dieper in de wolk bevindt. Tenslotte, op lange tijdstippen, groeien alleen de bellen op de schil verder. Deze regimes kunnen kwalitatief worden beschreven door een wiskundig model waarin elke individuele bel groeit in de aanwezigheid van een constellatie van puntmassa-putten. Hoewel het model alleen geldig is voor verdunde bellenwolken, zijn de voorspellingen consistent met de experimentele waarnemingen, ook al zijn de bellenwolken die wij waarnemen tamelijk dicht.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.