径向振荡气泡对液体混合物的分离作用
流体动力学
2018-10-15 v1
摘要
本文提出了一种理论公式，用于描述声场中球形气泡发生体积振荡时，液体二元混合物中由压力梯度驱动的受迫质量输运。假设气泡壁对两种物质均不可渗透，由压力梯度驱动的扩散与经典 Fick 扩散必须在气泡壁处相互抵消，从而在气泡附近产生振荡浓度梯度。典型情形下佩克莱特数 Pe 通常较高，Fick 扩散无法立即恢复平衡，因此随长时间可能在液体中逐渐建立起渐近平均浓度剖面。此行为令人联想到所谓的整流扩散问题，即声场中振荡气泡的缓慢生长。本文采用 Fyrillas 与 Szeri（1994）先前提出的求解后一问题的严格方法来求解当前问题。该方法基于将问题拆分为平滑部分与振荡部分。[...] 对于驱动压力足够高以引发气泡惯性振荡的情形，振荡问题预测在每次坍缩时气泡壁处最重物质出现周期性峰值过量浓度，并持续数十倍于气泡回弹特征时间。对于大分子，两种效应可能竞争，并针对这一分离现象在各种涉及声空化的过程中的实际意义进行了探讨。
引用
@article{arxiv.1810.05191,
title = {Segregation of a liquid mixture by a radially oscillating bubble},
author = {Olivier Louisnard and Francisco Javier Gomez Romain Grossier},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.05191},
year = {2018}
}