Determination of the average electro-thermophoretic force acting on a system of polarizable particles in an inhomogeneously heated fluid

Capa

Citar

Texto integral

Resumo

The average force acting on the system of polarizing particles from the electric field in a non-uniformly heated dielectric liquid is determined. The case of pair interactions in the system is examined. To find the force acting on the particles, the interaction of two particles in a liquid is modelled in the presence of a given temperature gradient and the electric field strength far from the particles. The dependence of the particle permittivity on temperature is taken into account. The resulting expression for the force acting on two particles has such a power-law dependence on the distance between the particles, that allows to carry out the direct averaging procedure for a system of particles located in an infinite volume of liquid. When determining the average force, the probability density function of a continuous random variable is used, and the vector connecting the centers of particles plays the role of this variable. The differential equation for finding the probability density function is derived from two conditions. First, the pairs of particles are preserved in the space of all their possible configurations. Second, each pair of particles moves like a point with a speed equal to the speed of their relative motion. The resulting equation in the case under consideration has a set of solutions. Basing on the physical analysis of the problem, the choice of the probability density function is proposed, which allows one to determine the average electro-thermophoretic force acting in such a system with an accuracy up to the second degree of the volume concentration of particles.

Sobre autores

Sergey Martynov

Surgut State University

Autor responsável pela correspondência
Email: martynovsi@mail.ru
ORCID ID: 0000-0001-6420-3315

Dr.Sci. (Phys.-Math.), Chief Researcher

Rússia, 1 Lenina Av., Surgut 628412, Russia

Bibliografia

  1. W. Gao, B. E.-FY. de Avila, L. Zhang, J. Wang, “Targeting and isolation of cancer cells using micro/nanomotors”, Adv. Drug Deliv. Rev., 125 (2018), 94–101. DOI: https://doi.org/10.1016/j.addr.2017.09.002
  2. M. Medina-Sanchez, H. Haifeng Xu, O. G. Schmidt, “Micro- and nano-motors: the new generation of drug carriers”, Therapeutic Delivery, 9 (2018), 303–316. DOI: https://doi.org/10.4155/tde-2017-0113
  3. M. T. Alsaba, M. F. Al Dushaishi, A. K. Abbas, “A comprehensive review of nanoparticles applications in the oil and gas industry”, Journal of Petroleum Exploration and Production Technology, 10 (2020), 1389–1399. DOI: https://doi.org/10.1007/s13202-019-00825-z
  4. M. N. Agista, K. Guo, Z. Yu, “A state-of-the-art review of nanoparticles application in petroleum with a focus on enhanced oil recovery”, Appl. Sci., 8:6 (2018). DOI: https://doi.org/10.3390/app8060871
  5. M. Y. Rezk, N. K. Allam, “Impact of Nanotechnology on Enhanced Oil Recovery: A Mini-Review”, Ind. Eng. Chem. Res., 58 (2019), 16287–16295. DOI: https://doi.org/10.1021/acs.iecr.9b03693
  6. M. F. Fakoya, S. N. Shah, “Emergence of nanotechnology in the oil and gas industry: Emphasis on the application of silica nanoparticles”, Petroleum, 3:34 (2017), 391–405. DOI: https://doi.org/10.1016/j.petlm.2017.03.001
  7. S. I. Martynov, L. Yu. Tkach, “Model of hydrodynamic mechanism of the movement of nanomotors”, Mathematical Models and Computer Simulations, 1:4 (2021), 684–691. DOI: https://doi.org/10.1134/S2070048221040153
  8. J. C. Maxwell, Electricity and Magnetism, Clarendon Press, Oxford, 1892, 420 p.
  9. J.W. Rayleigh, “On the influence of obstacles arrenged in rectengular order upon the properties of a medium”, Phil. Meg., 34:241 (1892), 481–491.
  10. H. C. Bakhvalov, “The averaged characteristics of bodies with a periodic structure”, Dokl. USSR Academy of Sciences, 218:5 (1974), 1046–1048 (In Russ.).
  11. A. L. Berdichevsky, “Spatial averaging of periodic structures ”, Dokl. USSR Academy of Sciences, 1975, №3, 565–567 (In Russ.).
  12. S. I. Martynov, “On the force acting on particles in an inhomogeneously heated polarizing liquid”, Bulletin SUSU MMCS, 14:1 (2021.), 42–51 (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.14529/mmp210104
  13. G. Batchelor, J. Green, “The bulk stress in a suspension of spheres to order c²”, Rheologica Acta, 13 (1974), 890–890.
  14. S. I. Martynov, “Hydrodynamic interaction of particles”, Proceedings of the Russian Academy of Sciences. Mechanics of fluid and gas, 1998, no. 2, 112–119 (In Russ.)
  15. I. P. Boriskina, A. O. Syromyasov, “Pair-wise MHD-interaction of rigid spheres in longitudinal creeping flow”, Zhuznal SVMO, 21:1 (2019), 78–88 (In Russ.). DOI: https://doi.org/10.15507/2079-6900.21.201901.78-88

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Martynov S.I., 2026

Creative Commons License
Este artigo é disponível sob a Licença Creative Commons Atribuição 4.0 Internacional.

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».