受限乙醇丘流中溶解性毛细气泡的中心化
流体动力学
2026-02-23 v1
摘要
本研究探讨气泡在垂直毛细管中注入的向上流动的乙醇丘流中向径方向的中心化。气泡因 CO 超饱和在乙醇流中核素化，并通过由乙醇-水混合物界面张力梯度驱动的溶解性毛细作用（Solutocapillary/Marangoni 力）快速迁移至丘流轴线。实验结果表明，大小各异的气泡可靠地沿着丘流中心线对齐，促进其发生的原因是丘流边界附近的剧烈径向浓度梯度。简化模型支持在广泛气泡半径范围内的稳健中心化。对于较大的气泡，轴向毛细作用可调节上升速度，甚至在瞬态条件下诱导逆向迁移，凸显了气泡动力学与丘流扭曲之间的复杂反馈。结果表明，溶解性毛细迁移为实现无接触气泡聚焦提供了可靠机制，具有在微流控、反应器和相分离过程中操控气泡的意义。
引用
@article{arxiv.2602.18349,
title = {Solutocapillary bubble centering in a confined ethanol plume in water},
author = {Tobias Baier and Steffen Bisswanger and Sebastian Dehe and Steffen Hardt},
journal= {arXiv preprint arXiv:2602.18349},
year = {2026}
}