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表面弹性对含可溶性活性剂垂直液膜排液的影响

叶学民 李明兰 张湘珊 李春曦

表面弹性对含可溶性活性剂垂直液膜排液的影响

叶学民, 李明兰, 张湘珊, 李春曦
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  • 针对含可溶性活性剂的垂直液膜排液过程,在考虑表面弹性作用的基础上,采用润滑理论建立了液膜厚度、表面速度、表面和内部活性剂浓度的演化方程组,通过数值计算分析了表面弹性和活性剂溶解度耦合作用下的液膜演化特征.结果表明:表面弹性是影响可溶性活性剂垂直液膜排液过程中必不可少的因素.排液初期,随表面弹性增加,液膜初始厚度增大,表面更趋于刚性化.随排液进行,弹性不同的液膜呈现不同的典型排液特征:当弹性较小时,液膜上部表面张力高,下部表面张力低,产生正向的马兰戈尼效应,与重力作用相抗衡.当弹性较大时,膜上部表面张力低,下部表面张力高,产生逆向的马兰戈尼效应,促使液膜排液加速,更易发生失稳.活性剂溶解度通过控制液膜表面的活性剂分子吸附量,进而影响表面弹性:当活性剂溶解度较大时,液膜厚度较小,很快发生破断;随溶解度降低,液膜稳定性增加,初始表面弹性也随之增大,并随液膜变薄逐渐接近极限膨胀弹性值.
      通信作者: 李春曦, leechunxi@163.com
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:11202079)和中央高校基本科研业务费(批准号:13MS97)资助的课题.
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出版历程
  • 收稿日期:  2018-05-25
  • 修回日期:  2018-07-03
  • 刊出日期:  2018-11-05

表面弹性对含可溶性活性剂垂直液膜排液的影响

  • 1. 华北电力大学, 电站设备状态监测与控制教育部重点实验室, 保定 071003
  • 通信作者: 李春曦, leechunxi@163.com
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:11202079)和中央高校基本科研业务费(批准号:13MS97)资助的课题.

摘要: 针对含可溶性活性剂的垂直液膜排液过程,在考虑表面弹性作用的基础上,采用润滑理论建立了液膜厚度、表面速度、表面和内部活性剂浓度的演化方程组,通过数值计算分析了表面弹性和活性剂溶解度耦合作用下的液膜演化特征.结果表明:表面弹性是影响可溶性活性剂垂直液膜排液过程中必不可少的因素.排液初期,随表面弹性增加,液膜初始厚度增大,表面更趋于刚性化.随排液进行,弹性不同的液膜呈现不同的典型排液特征:当弹性较小时,液膜上部表面张力高,下部表面张力低,产生正向的马兰戈尼效应,与重力作用相抗衡.当弹性较大时,膜上部表面张力低,下部表面张力高,产生逆向的马兰戈尼效应,促使液膜排液加速,更易发生失稳.活性剂溶解度通过控制液膜表面的活性剂分子吸附量,进而影响表面弹性:当活性剂溶解度较大时,液膜厚度较小,很快发生破断;随溶解度降低,液膜稳定性增加,初始表面弹性也随之增大,并随液膜变薄逐渐接近极限膨胀弹性值.

English Abstract

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