Завершён этап экспериментальных исследований, посвящённый изучению влияния поступательных вертикальных вибраций на систему смешивающихся, реагирующих жидкостей. Коллектив лаборатории работал над этим направлением в течение нескольких лет. Рассматривается изначально устойчиво стратифицированная двухслойная система жидкостей, заполняющая ячейку Хеле-Шоу и имеющая в начальный момент времени резкую, практическую ступенчатую границу.

Подробно изучена динамика системы в конвективном режиме, обусловленном определённым соотношением концентраций реагирующих растворов. При этом на границе слоёв формируется раствор соли, являющейся продуктом реакции, имеющий меньшую плотность по отношению к верхнему реагенту. Формирующаяся в результате область жидкостей с неустойчивой стратификацией приводит к развитию конвекции. Данный режим протекания реакции характеризуется сравнительно высокой интенсивностью течений в верхнем слое и ярко выраженной нестационарностью, стохастичностью динамики. Поступательные вибрации, ориентированные перпендикулярно горизонтальной границе слоёв, вызывают небольшое замедление конвективного движения. Проведённый анализ экспериментальных результатов и их сопоставление с более ранними работами других авторов, в особенности в области термо-вибрационной конвекции, показали возможность ограниченного применения теории термо-вибрационной конвекции, достаточно совершенной к настоящему времени, для описания динамики реагирующих жидкостей. Последняя может быть названа хемо-вибрационной конвекцией, по аналогии. Существенным ограничением для применения термо-вибрационной теории, использующей преимущественно стационарный подход, является то, что её параметры применимы на коротких, квази-стационарных отрезках времени, позволяющих не учитывать изменения химически реагирующей системы. Методика эксперимента подробно изложена в ранее опубликованной работе [1]. Подробный анализ и выводы исследования представлены в работе Kozlov N., Mosheva E. Investigation of chemoconvection in vibration fields, представленной в журнал Physical Chemistry Chemical Physics и находящейся в настоящий момент на рецензировании.

1. Mosheva E., Kozlov N. Study of chemoconvection by PIV at neutralization reaction under normal and modulated gravity // Experiments in Fluids. 2021. Vol. 62. Art. 10. – DOI: 10.1007/s00348-020-03097-0

Точками показана эволюция реагирующих систем на плоскости безразмерных параметров

• Назад
• Вперед