Корреляционная зависимость термокапиллярного разрыва горизонтальных пленок жидкости
Д. Ю. Кочкин, О. А. Кабов
Институт теплофизики им. С. С. Кутателадзе Сибирского отделения РАН, 630090 Новосибирск, Россия
Abstract
В работе исследуется термокапиллярный разрыв жидких пленок, вызванный конвекцией
Марангони, возникающей из-за термически индуцированных градиентов
поверхностного натяжения вдоль границы раздела жидкость-газ. Показано, что из-за
конкуренции термокапиллярных сил и гравитации с увеличением толщины
пленки возрастает критическая разность температур на свободной границе, необходимая
для ее разрыва. При анализе учтены также эффекты испарения и перераспределения
жидкости в процессе нагрева. На основе собственных и литературных данных
впервые получена корреляция, описывающая порог разрыва в координатах
критического числа Марангони и безразмерной толщины пленки. Предложенная
корреляция позволяет прогнозировать условия разрыва пленки в широком диапазоне
физических параметров, что важно для предотвращения кризисных явлений в
технологиях пленочного охлаждения.