Фрактально-перколяционный механизм разрушения пены
Диссертация
Научная новизна работы состоит в построении математической модели пенной структуры в виде временного фрактала, определении лапласовского образа для потока жидкости, вытекающей из пены. Предложена новая фрактально-перколяционная модель пены, описывающая ее устойчивость, на основе модели рассмотрен механизм разрушения пенной структуры, а также дано объяснение перколяционному характеру зависимости… Читать ещё >
Содержание
- 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
- 1. 1. Аналитические зависимости для описания синерезиса
- 1. 1. 1. Пленочные модели
- 1. 1. 2. Капиллярные модели
- 1. 1. 3. Обобщенные модели течения жидкости по каналам и пленкам
- 1. 1. 4. Модель замкнутых капилляров
- 1. 2. Модели пенной структуры
- 1. 2. 1. Структура реальных пен
- 1. 2. 2. Полиэдрическая модель пенной структуры
- 1. 2. 3. Ячеистая модель пены
- 1. 1. Аналитические зависимости для описания синерезиса
- 1. 3. Постановка задачи
- 2. 1. Иерархическая модель разрушения для марковских пенных систем и пен, обладающих полной памятью
- 3. 1. Фрактальная пенная среда
- 3. 2. Синерезис пены как перколяционный процесс
- 3. 3. Стабилизация пены поверхностно-активными веществами во фрактально-перколяционной модели
- 4. 1. Постановка задачи
- 4. 2. Экспериментальная установка. л
- 4. 3. Результаты и их обсуждение
Список литературы
- Савицкая Е.М., Ребиидер П. А. Исследование устойчивости монодисперсной пены // Коллоидный журнал. -195 1 .-т. 13.-№ 3.-с. 200−207.
- Трапезников А.А. Некоторые свойства пленок и пен и вопросы их устойчивости. В сб.: Пены: получение и применение. Материалы Всесоюзной научно-технической конференции -М., 1974.-Ч. 1 .-с.6−37.
- Канн К.Б. Некоторые закономерности синерезиса пен. II. Разрушение // Коллоидный журнал.-1978.-т.40.-№ 6.-с. 11 001 104.
- Канн К.Б. Об устойчивости пен и ее критериях. I. Структура пен // Коллоидный журнал. -1979.-т.41 .-№ 3.-с.435−438.
- Канн К.Б., Дружинин С. А. Об устойчивости пен и ее критериях. II. Структурная устойчивость //Коллоидный журнал. -1979.-Т.4 1 .-№ 4.-с.661 666.
- Канн К.Б., Дружинин С. А. Об устойчивости пен и ее критериях. III. Состав пены. Гидродинамическая устойчивость //Коллоидный журнал. -1979.-т.4 1 .-№ 4.-с.667−672.
- Христов Х.И., Ексерова Д. Р., Кругляков П. М. Влияние типа пенных пленок на устойчивость пены // Коллоидный журнал. -1981.-т.43.-№ 1.-с.101−106.
- Кругляков П.М. Об интерпретации устойчивости пен в статьях Канна К.Б. и Дружинина С. А. // Коллоидный журнал. -1981.-т.43.-№ 2.-с.405−408.
- Канн К.Б. К вопросу об устойчивости пен //Коллоидный журнал. -1982.-т.44.-№ 4. -с.822−824.
- Канн К.Б. Некоторые закономерности синерезиса пен. I. Вытекание // Коллоидный журнал.-1 978.-т.40.-№ 5.-с.858−864.f
- Кротов В.В. Теория синерезиса пен и концентрированных эмульсий. I. Локальная кратность полиэдрических дисперсных систем // Коллоидный журнал.-1980.-т.42.-№ 6.-с. 108 1 -1 091.
- Кротов В.В. Структура, синерезис и кинетика разрушения полиэдрических дисперсных систем // Вопросы термодинамики1. гетерогенных систем и теории поверхностных явлений.1. Л.:ЛГУ, 1982.-с.110−191.
- Кротов В.В. Синерезис и устойчивость пен и концентрированных эмульсий // Доклады АН СССР.-1980.-т.254.-№ 2.-с.402−406.
- Кругляков П.М., Кочубей Н. В., Кузнецова Л. Л. О взаимосвязи внутреннего разрушения пены и уменьшения ее объема // Коллоидный журнал.-1983.-т.45.-№ 5.-с.893−900.
- Кругляков П.М., Кузнецова Л. Л. Синерезис пен при больших перепадах давления в каналах. 2. Параболическая модель профиля канала // Коллоидный журнал,-1982.-т.44.-№ 2.-с.242−247.
- Plateau J.A.F. Statique des Liquids.-Paris, 1 973.-vol. 1 .-chap.5.
- Гиббс Дж.В. Термодинамика. Статистическая механика.-М.-.Наука, 1982.- 584с.
- Ross S. Foam and Emulsion stabilities // J. Phys. Chem.-1943.-Vol.43.-№ 3.-p.266−277.
- King A. Some factors governing the stability of oil-and-water f emulsions // Trans. Faraday Soc. -1941.-v.37. -№ 3. -p.168−180.
- Jacobi W.M., Woodcock K.E., Grove C.S. Theoretical Investigation of Foam Drainage // Ind. Eng. Chem.-1956.-v.48.-№ 11.-p. 2046−2051.
- Bikerman J.J. Foams.-Berlin, Heidelberg, New-York:Springer-Verlag, 1973.-337p.
- Miles G., Shedlowsky L., Ross J. Foam Drainages // J. Phys. f
- Chem.- 1945.-v.49.-№ 1 .-p.93−107.
- Кругляков П.М., Таубе П.P. Некоторые вопросы кинетики разрушения пен //Журнал прикладной химии.-1965.-№ 7.-с. 1514−1520.
- Кругляков П.М., Таубе П. Р. К закономерности стекания жидкости из пен // Журнал прикладной химии.-1966.-№ 7.-с.1499−1504.
- Сафонов В.Ф., Левинский Б. В., Кругляков П. М. Исследование синерезиса низкократных пен // Журнал прикладной химии.-1980.-т.53.-№ 12.-с. 2662−2666.
- Haas P.A., Johnson H.F. Foam Columns for counter-current Surface-Liquid Extraction of Surface Active Solutes. //A.I.Ch.E.J.-1965.-v.l l.-№ 2.-p.3 19−324.
- Глейм В.Г., Хентов В. Я., Виленский В. М. Исследование кинетики разрушения пен // Коллоидный журнал.-1966.-т.28.-№ 5.-с. 648−655.
- Первушин Ю.В. Устойчивость пен и анализ экспериментальных возможностей ее использования // Журнал прикладной химии.-1978. -т.5 1 .-№ 4.-с.856−860.
- Leonard R., Lemlich R. Properties of dynamic foam columns // A.I.Ch.E.J.-1965.-v. 11 .-№ 1 .-p. 18−25.
- Перцов А.В., Чернин B.H., Чистяков Б. Е., Щукин Е. Д. Капиллярные эффекты и гидростатическая устойчивость пен // Доклады АН СССР.-1978.-т.238.-№ 6.-с. 1395−1398.
- Канн К.Б. Об аналитических зависимостях для описания синерезиса пен //Коллоидный журнал.-1983.-т.45.-№ 3.-с.430−435.
- Канн К.Б. Капиллярная гидродинамика пен. -Новосибирск: Наука. Сиб. отделение, 1989.-163с.
- Manegold E.Schaum.-Heidelberg, 1953.-5 12р.
- Кругляков П.М., Кузнецова Л. Л., Христов Х. И., Ексерова Д. Р. Синерезис пен при больших перепадах давления в каналах Плато-Гиббса //Коллоидный журнал. -1979.-т.4 1 .-№ 3.-с.445−452.
- Кротов В.В. Теория синерезиса пен и концентрированных ь эмульсий. 2. Локальная гидропроводность полиэдрическихдисперсных систем // Коллоидный журнал.-1980.-т. 42.-№ 6.-с.1092−1101.
- Кротов В.В. Теория синерезиса пен и концентрированных эмульсий. 3. Локальное уравнение синерезиса и постановка краевых условий // Коллоидный журнал.-1981 .-т.43.-с.43−51.
- Ландау Л.Д., Лифшиц Е. М. Гидродинамика. М.: Наука, 1986.-736с.
- Leonard R.A., Lemlich R. Laminar longitudinal flow between close-packed cylinders // Chem.Eng.Sci.-1 965.-v.20.-№ 1 .-p.790−791.
- Кругляков П.М., Кузнецова Л. Л. Закономерности адсорбционного концентрирования ПАВ в пене с высоким капиллярным давлением в каналах Плато-Гиббса // Коллоидный журнал. 1978.-т.40.-№ 4.-с.682−687.
- Канн К.Б. Капиллярные давления и структура пен // Коллоидный журнал. -1 984.-т.46.-№ 3.-с.444−448.
- De Vries A. Foam Stability. -Amsterdam: Center, 1957. -88p.
- Дульнев Г. Н., Новиков В. В. Процессы переноса вiнеоднородных средах. — JI.: Энергоатомиздат, 1991.-247с.
- Шкловский Б.И., Эфрос А. Электронные свойства лекированных полупроводников. -М.: Наука, 1979.-416с.
- Киркпатрик С. Теория и свойства неупорядоченных материалов. -М.: Мир, 1977.-352с.
- Ма Ш. Современная теория критических явлений. —М.: Мир, 1980.-298с.
- Mandelbrot В.В. Fractal: Geometry of Nature. San-Francisco: Freeman, 1983.
- Федер E. Фракталы. -M.: Мир, 1991.-260c.
- Жюльен P. Фрактальные агрегаты // Успехи физических наук. -1989.-т.57.-вып.2.-с.3 39−3 57.
- Смирнов Б.М. Свойства фрактального агрегата // Успехи физических наук. -1989.-т.57.-вып.2.-с.357−360.
- Шамурина М.В., Ролдугин В. И., Прямова Т. Д., Высоцкий В. В. Агрегация коллоидных частиц в отверждающихся системах //Коллоидный журнал. -1994.-т.56.-№ 3 .-с.45 1−454.
- Михайлов Е.Ф., Власенко С. С. Экспериментальные исследования фрактальных свойств растущих кластеров на примере иодида свинца // Химическая физика. -1990.-т.9.-№ 1 1.-с. 1569−1573.
- Наймарк О.Б. Неустойчивости в конденсированных средах, обусловленные дефектами // Письма в ЖЭТФ. -1997.-т.67.-вып.9.-с.714−721.
- Олемской А.И. Численное исследование самоорганизующихся систем, реализуемых в процессе пластической деформации // Известия вузов. Физика. -1 996.-№ 6.-с.3−8.
- Олемской А.И. Фрактальное представление несоизмеримых и квазикристаллических структур // Известия вузов. Физика. -1994.-№ 1 1.-с. 62−71.
- Олемской А.И., Панин В. Е., Петрунин В. А. Смешанное состояние и физическая механика дефектов в сильно возбужденных кристаллах // Известия вузов. Физика. -1986.-№ 2.-с.20−27.
- Олемской А.И., Флат А. Я. Использование концепции фрактала в физике конденсированной среды // Успехи физических наук. -1993 .-т. 163 .-№ 12.-е. 1−50.
- Пахаруков Ю.В., Шевнина Т. Е., Патракова Е. П. Фрактальная модель образования пены // Тезисы докладов. Всероссийская научно-техническая конференция. -Тюмень, 200 1 .-с.55−56.
- Нигматуллин P.P. Дробный интеграл и его физическая интерпретация //Теоретическая и математическая физика. -1992.-т.90.-№ 3.-с.354−367.
- Блюмен А., Клафтер Дж., Цумофен Г. Реакции во фрактальных моделях неупорядоченных систем / В кн.: Фракталы в физике. -М.: Мир, 1988.-с.561−574.
- Шлезингер М., Клафтер Дж. Природа временных иерархий, определяющих релаксацию в неупорядоченных системах / В кн.: Фракталы в физике. -М.: Мир, 1988.-с.553−560.
- Зосимов В.В., Лямшев Л. М. Фракталы в волновых процессах // Успехи физических наук. -1995. -т.168. -№ 4. с.361−401.
- Kimball J.С., Frisch H.L. Diffusion through foams and fractal-like cellular solids // Physical review A. -1991. -V.43. -p. 1 840−1848.
- Herdtle Т., Aref H. Relaxation of fractal foam // Philosophical Magazine Letters. -1991. -V.64, -№ 5. -p.335−340.
- Христов Х.И., Ексерова Д.P., Кругляков П. М. Время жизни пены при постоянном давлении в каналах Плато-Гиббса как характеристика устойчивости // Коллоидный журнал. -1981. -т.43. -№ 1. -с.195−197.
- Грыжина Е.В., Трапезников А. А. Устойчивость пен идвухсторонних пленок из человеческого сывороточного альбумина и сульфатов вторичных спиртов и тех же сульфатов с добавками спиртов // Коллоидный журнал. -1988. -т.50. -№ 2. -с.224−231.
- Пахаруков Ю.В., Шевнина Т. Е. Фрактально-перколяционная модель устойчивости пены // Письма в ЖЭТФ. -1999. -т.69. -№ 12. -с.900−903.
- Пахаруков Ю.В., Шевнина Т. Е. Фрактально-перколяционная модель пены // Известия высших учебных заведений. «Нефть и газ». -2001. -№ 3. -с.22−26.
- Солла С. Разрушение нагруженных фрактальных деревьев/В кн.: Фракталы в физике. -М.: Мир, 1988.-670с.
- Тараканов О.Г., Еремина Е. Г. Пенообразование в неводных средах. 2. Характер разрушения пен на основе диоктилфталата // Коллоидный журнал. -1965. -т.27. -№ 2. -с.274−278.
- Тихомиров В.К. Пены. -М.: Химия, 1975. -263с.
- Бабак В.Г., Вихорева Г. А., Лукина И. Г., Кузнецова Л. В. Механизм стерической стабилизации пен и пенных пленок адсорбционными слоями ПАВ полиэлектролитных комплексов //Коллоидный журнал. -1997. -т.59. -№ 2. -с. 149 153.
- Измайлова В.Н., Деркач С. Р., Ямпольская Г. П., Зотова К. В., Чернин В. Н. Кинетические параметры разрушения пен, стабилизированных смесями желатины с низкомолекулярными ПАВ // Коллоидный журнал. -1997. -т.59. -№ 5. -с.654−659.
- Ребиндер П.А. Избранные труды. -М.: Наука, 1978.-368с.
- Кузнецова Л.Л., Кругляков П. М. Исследования закономерностей течения растворов ПАВ по каналам Плато-Гиббса пены // Доклады АН СССР. -1981. -т.260. -№ 4. -с.928−932.
- Кругляков П.М., Таубе П. Р. Влияние вязкости и концентрации растворов поверхностно-активных веществ на синерезис пен. В сб.: Успехи коллоидной химии. -М.: Наука, 1973. -с.304−308.
- Билкун Д.Г., Чистяков Б. Е., Готманский И. К. Стабилизация пен некоторыми водорастворимыми полимерами, В сб.: Пены. Получение и применение. Материалы всесоюзной научно-технической конференции. -М., 1973. -с.50−53.
- Васильев В.К., Быкова Т. П., Савостьянова Л. М., Головушкина О. М. Поверхностные вещества для образования пен, используемых в нефтегазодобыче. -М.: ВНИИОЭНГ, 1976. -96с.
- Мителл К. Мицеллообразование, солюбилизация и микроэмульсии. -М.: Мир, 1980. -257с.
- Дерягин Б.В., Титиевская А. С. Расклинивающее действие свободных жидких пленок и его роль в устойчивости пен // Коллоидный журнал. -1953. -т.15. -№ 6. -с.416−426.
- Пахаруков Ю.В., Шевнина Т. Е. Стабилизации пены поверхностно-активными веществами во фрактально-перколяционной модели разрушения // Письма в ЖТФ. -2001. -т.27. -вып.З. -с.85−88.
- Высоцкий В.В., Прямова Т. Д., Голдушин В. И., Шамурина М. В. Перколяционные переходы и механизмы проводимости в металлонаполненных полимерных пленках // Коллоидный журнал. -1995. -т.57. -№ 5. -с.649−654.
- Высоцкий В.В., Ролдугин В. И. Структура и перколяционные свойства проводящих пленочных композиций // Коллоидный журнал. -1998. -Т.60. -№ 6. -с.729−745.
- Волков А.Ю., Сальников В. А. Термогенный перколяционный переход электропроводящих полимерных композиций и «шомпол Мюнхгаузена» // Журнал экспериментальной и теоретической физики. -1992. -т.101. -№ 2. —с.629−634.
- Де Жен П.-Ж. // Успехи физических наук. -1992. -т.162. -с.125−141.
- Ожован М.И. Динамические однородные фракталы в эмульсиях // Журнал экспериментальной и теоретической физики. -1993. -т.104. -вып.6(12). -с.4021−4024.
- Гийон Э., Митеску К. Д., Юлен Ж.-П., Ру С. Фракталы и перколяция в пористой среде // Успехи физических наук. -1991. -т.161. -№ 10. -с.121−128.
- Мосолов А.Б., Динариев О. Ю. Диффузия пассивной примеси в пористой среде //Журнал технической физики. -1987. -т.57.-№ 6. -с.1057−1060.
- Канн К.Б., Дружинин С. А., Феклистов В. Н., Хлыстунова Э. В. Кондуктометрическое измерение распределения жидкости в пене // Известия СО АН СССР. Сер. техн. наук. -1977. -вып.З. -№ 13. -с.112−117.
- Шевнина Т.Е., Патракова Е. П. Синерезис пены как перколяционный процесс // Тезисы докладов Всероссийская научно-техническая конференция. -Тюмень, 2001. -с.82−83.
- Туркевич А., Шер Г. /В кн.: Фракталы в физике. -М.: Мир, 1988.-670с.
- Соколов И.М. // Успехи физических наук. -1986. -т.150. -№ 2. -с.221−225.