Синерезис в статических и динамических пенах; численное моделирование и экспериментальное исследование

• Автор: Терентьева, Светлана Александровна
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 160 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Строение пены

1.2. Свойства свободных пенных плёнок. (Классификация типов плёнок, элементы термодинамики)

1.2.1 Утончение пенных пленок

1.3. Синерезис пены

1.3.1. Распределение жидкости по высоте пенного столба

1.3.2. Теории синерезиса

1.3.3. Закономерности течения жидкости через полиэдрическую пену. Роль подвижности адсорбционных слоёв при течении по каналам Плато-Гиббса
1.4. Устойчивость динамических пен
1.5. Компьютерное моделирование пен
^ ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ И ХАРАКТЕРИСТИКИ ВЕЩЕСТВ.
2.1. Получение пены и метод определения кратности
2.2. Измерение давления в каналах Плато - Гиббса
2.3. Измерение поверхностного натяжения
2.4. Реологические измерения
2.5. Характеристики веществ
2.6. Компьютерное моделирование

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПЕН РАЗНОЙ ПРИРОДЫ.
3.1. Определение кратности по сопротивлению пены.
Влияние различных факторов на кратность
3.2. Расчет коэффициентов для определения дисперсности пен
3.3. Учет влияния давления столба пены при определении
среднего эквивалентного радиуса пенной ячейки
3.4. Динамические пены
3.5. Исследование устойчивости пивной пены
3.6. Обработка экспериментальных данных
ГЛАВА 4. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ СИНЕРЕЗИСА В СТАТИЧЕСКИХ ПЕНАХ. РОЛЬ ТРАСПОРТЕРНОГО ЭФФЕКТА.
4.1. Постановка задачи; новый подход к анализу критических
условий проявления транспортёрного эффекта
4.2. Моделирование синерезиса, протекающего под действием
перепада давления
4.3. Моделирование течения жидкости под действием силы
тяжести через полиэдрическую пену
4.4. Моделирование кинетики установления равновесного
давления в каналах пены
ГЛАВА 5. ЧИСЛЕННОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ ОБРАЗОВАНИЯ И СТРУКТУРЫ
ДИНАМИЧЕСКОЙ ПЕНЫ.
5.1. Экспериментальные данные по строению динамических пен
5.2. Постановка задачи
5.3. Структура неограниченно устойчивой бйрботажной пены
5.4. Учет поверхностного разрушения при постоянном времени жизни поверхностных пленок
5.5. Учет объемного и поверхностного разрушения при постоянных временах жизни объемных и поверхностных пленок
5.6. Учет влияния капиллярного давления на времена жизни пленок
5.7. Модерь образования стационарного столба динамической ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА
пены четырнадцатигранника. Десаи и Кумар [197,199] использовали в качестве модели пузырька пены пентагональный додекаэдр. Кротовым в [10] показано, что условие неподвижности стенок канала будет соблюдено, если сдвиговые напряжения в поверхностном слое не превысят порогового напряжения пластичности <Т|°2. Условие отсутствия поверхностных течений имеет вид
А - рг )8ЛГ- < (1.3.3.2)
где р, - плотность дисперсионной среды; р2 - плотность дисперсной фазы; г. -эквивалентный (по площади поперечного сечения) радиус канала (г. = гл/0.16/я). В рамках модели Бингама (параллельное соединение вязкого ньютоновского элемента и кулоновского элемента сухого трения) сдвиговое напряжение равно

-(р,-р2)йяг.2 »<7,°2+77,5—, где 95 - скорость течения поверхности канала; п5 -6 г.
поверхностная вязкость. Стенки канала можно считать неподвижными и без выполнения условия (1.3.3.2), если 98!Э«, где 5 =п2(р, -р2)§/16^ или
^-«1 (1.3.3.3)

Полной заторможенности адсорбционных слоев пленок пены можно ожидать при
7, 10-7 .. значениях радиуса канала г.« —= т= ■■ * 50 мкм.
7л/0.16/я- 10-3 л/0.16/л
В отсутствие специальных добавок в пенообразующем растворе, повышающих поверхностную вязкость, эта вязкость составляет =Ю'7Па-м-с [146]; объемная вязкость г; = 10~3 Па • с, т. е. сильного влияния поверхностной вязкости и резкого уменьшения скорости течения на поверхности следует ожидать при г«50 мкм. Ожидаемый ход зависимости подтверждается в работе [196, 200].