ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Специфика пен, образуемых в пористых средах из "Пены в пористых средах " Основное внимание сосредоточено на фундаментальных вопросах физики пен. Книга может послужить хорошим подспорьем при чтении различных физических спецкурсов, в чем автор убедился на своем лекционном опыте в Московском авиационнотехнологическом университете. Но все же главная цель этой книги - привлечь внимание широкого круга научных работников к новой междисциплинарной проблеме и стимулировать дальнейшие исследования. [c.6] В мир пен автора ввел Владимир Маркович Ентов, многочисленные дискуссии с которым фактически и послужили поводом для написания книги. Обсуждение ключевых проблем термодинамики пленок с Александром Васильевичем Неймарком и его исключительное внимание существенно обогатили авторские исследования. Этим людям автор очень признателен. [c.6] Наконец, автор особо признателен Р.В.Гольдштейну, предложившему этот проект, и Г.И.Мухамадуллиной. Без деятельного участия Гузель Исламовны его реализация была бы неосуществима. Именно она любезно взяла на себя огромный труд по подготовке книги к печати и ее редактированию. [c.6] С ячеистыми пенами приходится сталкиваться практически ежедневно. Как только речь заходит о пенах, чуть ли не каждый представляет себе зыбкий переливающийся всеми цветами радуги каркас из жидких пленок. Но эта пена не является объектом наших исследований. В пористой среде пена совсем другая, по крайней мере, такое мнение укрепилось после последних сорока лет активных исследований. Под пенами, образованными в пористой среде, скорее понимается система пенных пленок -ламелл, иногда образующих объемную пену, если объем пор достаточно большой, но, как правило, это все же индивидуальные ламеллы, зацепляющиеся за стенки пор. Зерна матрицы являются неотъемлемым атрибутом такого образования. Пористая среда со связной системой пор изменяет свою внутреннюю геометрию. Для структурированной пены характерно то, что фактически все связные пути становятся разбитыми ламеллами на ячейки и не доступными для фильтрации свободного газа. [c.7] Как же получаются такие пены Оказывается, что сформировать пену в пористой среде достаточно просто, нужно лишь добавить в частично насыщающую образец жидкость пенообразующее вещество. Далее, прокачивая газ через образец, вы получаете пену автоматически. Хотя и достаточно упрошенная, описанная картина лежит в основе практически всех известных к настоящему времени технологий пенообразования в пористой среде. [c.7] В рамках второй гипотезы, впервые предложенной, по всей видимости, Хольмом (Holm, 1968), ламеллы действуют подобно клапанам, пропуская газ лишь порциями в определенное время, между моментом их гибели и рождения. Количественной теории, основанной на этой гипотезе, до сих пор не имеется, зато постоянно появляются все новые и новые компьютерные эксперименты, базирующиеся на простых правилах течения газа по решеткам, заблокированным ламеллами. [c.9] По всей видимости, обе точки зрения имеют право на существование, важно лишь определиться в границах их применимости. На первый план выходят физико-химические условия формирования и течения пены в пористой среде. Термодинамика сосуществования смачивающих пленок с ламеллами, влияние текстуры пены на критерии ее устойчивости и подобные вопросы становятся ключевыми. Не менее важна и гидродинамическая теория, учитывающая генезис основных структурных единиц пены и основанная на термодинамических представлениях о структурообразовании пены. Всем этим вопросам и посвящена предлагаемая читателю книга. [c.9] Вообще говоря, термин расклинивающее давление используется в очень широком смысле, зачастую не соответствующем смыслу слова. На самом деле дополнительное давление может быть как положительным (отталкивание поверхностей пленки), так и отрицательным (притяжение поверхностей). Величина и знак этого избыточного давления зависит от физико-химических свойств пленки и окружающей ее среды. В частности, для смачивающих пленок величина расклинивающего давления зависит от физических свойств каждой пары окружающая атмосфера-жидкость и жидкость-подложка . [c.17] Заметим, что изотермы расклинивающего давления пленок пены пересекают ось, когда толщина пленки превыщает некоторую критическую величину (рис. 1.5), то есть равновесные ламеллы существуют только в узком диапазоне толщин пленок. Верхняя граница соответствует толстым пленкам, в которых, однако, уже начинают сказываться эффекты расклинивающего давления. Пленки больщей толщины стремятся сбросить лищнюю жидкость в мениски. Нижняя граница толщин пленок соответствует характерному или критическому капиллярному давлению, выше которого времена жизни ламелл и объемной пены становятся чрезвычайно короткими. [c.18] Вот основные особенности явления (рис. 1.6). После своего образования у нижнего конца трубки ламеллы свободно дрейфуют по узкой части канала. Если широкая часть канала не занята пеной, то ламелла, достигая кромки, останавливается, чуть выпучиваясь под действием приложенного перепада давления. [c.22] Вернуться к основной статье