КОНВЕКЦИЯ В МАЛОЙ ПОЛУСФЕРИЧЕСКОЙ КАПЛЕ БИНАРНОГО РАСТВОРИТЕЛЯ: АНАЛИТИЧЕСКОЕ РЕШЕНИЕ И ПРИЛОЖЕНИЯ
П. В. Лебедев-Степанов
Том 87 №4
Предложено новое аналитическое решение линеаризованных уравнений Навье–Стокса и уравнения диффузии, которое позволяет связать интенсивность потока Марангони с градиентом поверхностного натяжения в капле бинарного растворителя и исследовать связанный с этим массоперенос и самоорганизацию сольватов (наночастиц, молекул). При выводе уравнений предполагалась малость числа Рейнольдса, что отвечает малости размера капли и скорости течения жидкости. Испарение предполагалось достаточно медленным, чтобы было справедливым квазистационарное приближение. Так же была принята малость числа Пекле, что отвечает относительно небольшим скоростям конвективных потоков по отношению к скорости диффузионного переноса примеси. При этом число Марангони может иметь величину от единицы до значения порядка нескольких десятков. Модель апробирована на системах вода-этанол и октанол-пероксид водорода. Построены линии тока конвективных течений, проанализированы условия их возникновения.