真实水中临界气泡破裂. 表面活性物质的作用
流体动力学
2025-10-20 v2
摘要
我们研究了在临界条件下（即导致第一发射喷雾滴的最小(最大)尺寸(速度)的条件下）气泡在液体自由表面的破裂问题。我们的实验表明，极少量的表面活性剂会显著增加(减小)液滴半径(速度)。对于产生微弱表面张力降低的浓度，第一发射液滴的体积会增加约 20 倍。随着表面活性剂浓度的增加，气泡释放的总液体体积也随之增大。表面活性剂在气泡基部积聚，因为气泡底部收缩和表面活性剂对流。导致表面张力降低，缩小了自由表面翻转的区域。尽管如此，由于马林杰诺应力作用于喷雾表面，发射液滴的尺寸仍会增大。马林杰诺应力会减慢液体喷流的界面速度，从而延迟液滴的脱离。更多液体流入液滴中，增加了喷雾产生的质量和能量传递。也观察到在弱表面活性剂条件下液滴尺寸显著增加。这表明自然水中的污染物在临界条件下可能显著改变气泡的破裂方式。我们的结果或可解释海水中气泡破裂产生颗粒的尺寸。
引用
@article{arxiv.2507.17671,
title = {Critical bubble bursting in real water. Effect of surface-active contaminants},
author = {S. Rodríguez-Aparicio and A. Cebrián-García and E. J. Vega and J. M. Montanero and M. G. Cabezas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2507.17671},
year = {2025}
}
备注
In this new version, one figure has been corrected and new information has been added