Течение разбавленных растворов полимеров через канал с большим препятствием при малых числах Рейнольдса

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Добавление даже малого количества полимеров с высокой степенью полимеризации существенно меняет реологические свойства жидкости. Полимеры, находясь в потоке жидкости, растягиваются, из-за чего у такого раствора появляются упругие свойства. При малых числах Рейнольдса упругость может стать существеннее сил инерции. В работе измерялась разница давления между двумя точками в канале и средний массовый поток жидкости (со средней скоростью ❬v❭) через канал шириной 2.5 мм, высотой 1 мм и вертикально ориентированным цилиндрическим препятствием диаметром d = 1 мм по центру канала. При числе Вайсенберга Wi = λ❬v❭/d (где λ – наибольшее время релаксации полимера) выше критического значение сопротивления потока жидкости (вычисленное из разности давления и среднего потока) в канале превышает ламинарное значение и, одновременно с этим, впервые наблюдался рост флуктуаций разности давления между двумя точками в канале с большим препятствием. Также были получены спектры флуктуаций разности давления. Полученные результаты указывают на то, что полимеры переходят в существенно растянутое состояние, что проявляется в вязкоупругих свойствах растворов.

Об авторах

И. Ю. Кардаш

Институт физики твердого тела РАН; Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН

Email: ivankardash@issp.ac.ru
Черноголовка, Россия; Черноголовка, Россия

С. В. Филатов

Институт физики твердого тела РАН; Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН

Черноголовка, Россия; Черноголовка, Россия

А. А. Левченко

Институт физики твердого тела РАН; Институт теоретической физики им. Л. Д. Ландау РАН

Черноголовка, Россия; Черноголовка, Россия

Список литературы

  1. B. A. Toms, Some observations on the flow of linear polymersolutions through straight tubes at large reynolds numbers, in Proceedings of the 1st International Congress on Rheology, North Holland Publ. Co., Amsterdam, The Netherlands, (1949), v. 2, p. 135.
  2. R. G. Larson, Constitutive equations for polymer melts and solutions: Butterworths series in chemical engineering, Butterworth-Heinemann, London, England (2013).
  3. P. E. Arratia, C. C. Thomas, J. Diorio, and J. P. Gollub, Phys. Rev. Lett. 96(14), 144502 (2006).
  4. R. Poole, M. Alves, and P. J. Oliveira, Phys. Rev. Lett. 99(16), 164503 (2007).
  5. E. G. Shaqfeh, Annu. Rev. Fluid Mech. 28, 129 (1996).
  6. R. G. Larson, Nature 405(6782), 27 (2000).
  7. A. Groisman and V. Steinberg, Nature 405(6782), 53 (2000).
  8. V. Steinberg, Annu. Rev. Fluid Mech. 53(1), 27 (2021).
  9. A. Groisman and V. Steinberg, Nature 410(6831), 905 (2001).
  10. B. Traore, C. Castelain, and T. Burghelea, Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 223, 62 (2015).
  11. R. Whalley, W. Abed, D. Dennis, and R. Poole, Theoretical and Applied Mechanics Letters 5(3), 103 (2015).
  12. W. M. Abed, R. D. Whalley, D. J. Dennis, and R. J. Poole, Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics 231, 68 (2016).
  13. D.-Y. Li, X.-B. Li, H.-N. Zhang, F.-C. Li, S. Qian, and S. W. Joo, Microfluidics and Nanofluidics 21, 1 (2017).
  14. A. Varshney and V. Steinberg, Phys. Rev. Fluids 3(10), 103302 (2018).
  15. A. Varshney and V. Steinberg, Nat. Commun. 10(1), 652 (2019).
  16. M. V. Kumar, A. Varshney, D. Li, and V. Steinberg, Phys. Rev. Fluids 7(8), L081301 (2022).
  17. B. Qin, P. F. Salipante, S. D. Hudson, and P. E. Arratia, Phys. Rev. Lett. 123(19), 194501 (2019).
  18. S. Peng, T. Tang, J. Li, M. Zhang, and P. Yu, J. Fluid Mech. 959, A16 (2023).
  19. J. Francois, D. Sarazin, T. Schwartz, and G. Weill, Polymer 20(8), 969 (1979).
  20. B. H. Zimm, J. Chem. Phys. 24(2), 269 (1956).
  21. W. M. Kulicke and R. Haas, Industrial & Engineering Chemistry Fundamentals 23(3), 308 (1984).
  22. Y. Liu, Y. Jun, and V. Steinberg, J. Rheol. 53(5), 1069 (2009).

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».