Stationary multistar-shape patterns of water drops in the presence of a temperature gradient
Видавництво:
Академперіодика
Рік:
2016
Сторінок:
Р. 979-985
Тип документу:
Стаття
Головний документ:
Український фізичний журнал: науковий журнал / НАН України, Ін-т теоретичної фізики ім. М.М. Боголюбова ; редкол.: А.Г. Загородній, В.Г. Литовчинко, С.М. Рябченко [та ін.]. Т. 61, № 11. - Київ: Академперіодика, 2016
Анотація:
The evolution of a shape of liquid drops placed onto superheated surfaces has been of interest for several decades, since it is related to various phenomena ranging from atomic nuclear fission to planetary rotation and occurs in numerous industrial processes. We show that a drop locked in a spherical crevice displays multistar-shape patterns with unusually large number of stars n, which can be as high as eleven. The data are interpreted in terms of multiplicative shape disturbances of the drop, which are created by continuously repetitive gas overheats and vapor breakups. This process accompanied by pulsating motions of the drop ends up in a stationary n-star configuration. We also report on the freezing-like behavior of the drop evaporating in a sequence of freezing states. This discovery can be applied to the control over liquid-gas phase transitions at superheated surfaces and can be used for measuring the viscosity and the concentration of particles in suspensions.
Еволюцiя форми крапель рiдини,розташованiй на перегрiтiй поверхнi, є предметом численних дослiджень протягом останнiх десятилiть, оскiльки вона має вiдношення до широкого спектра фiзичних процесiв, починаючи вiд подiлу ядер до особливостей руху планет, i реалiзується в багатьох п&ромислових процесах. В роботi показано, що крапля рiдини, замкнена у сферичнiй щiлинi, здатна набувати багатозiркову форму iз незвично великою кiлькiстю зiрок n, бiльшою за одинадцять. Отриманi результати пояснюються в термiнах багаторазового збуренн&я форми краплi парою, утвореною у промiжку крапля-щiлина, що час вiд часу проривається назовнi. Цей процес супроводжується пульсуючими рухами краплi i появою стацiонарних n-зiркових конфiгурацiй. Також спостережено заморожування краплi, коли її випар&овування вiдбувається у послiдовностi заморожених станiв все меншого об"єму. Цi результати можуть знайти застосування для контролю фазових переходiв рiдина-газ на перегрiтих поверхнях i можуть бути використанi для вимiрювання в"язкостi i концентрацiї& частинок в суспензiї.
