В статье приведены теоретические аспекты строения, формирования и деградации пен, а также основные характеристики пен, влияющие на их стабильность. Пены различного состава и строения привлекают внимание ученых и исследователей из различных областей в связи с большой площадью поверхности и динамическим характером ее изменения. Пена играет важную роль в самых разных отраслях промышленности: от производства повседневных продуктов, таких как крем для бритья и стиральный порошок, до сложных технологических процессов. Многие свойства пен являются прямым следствием их геометрической структуры.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Строительство
Пены относятся к дисперсным системам с жидкой или твердой дисперсионной средой и высокой (более 70 % по объему) концентрацией газовой дисперсной фазы. На сегодняшний день пены нашли широкое применение в различных отраслях экономики, включая пищевую, химическую промышленность, производство строительных материалов и средств пожаротушения. Так, например, в сфере пожарной безопасности применение пен является наиболее распространенным методом борьбы с пожарами классов А (пожары твердых горючих веществ и материалов) и В (пожары горючих жидкостей или плавящихся твердых веществ и материалов). Ввиду вышесказанного, исследование особенностей формирования пен относится к важным научно-техническим задачам, требующим всестороннего рассмотрения
Список литературы
1. Drenckhan W., Hutzler S. Structure and energy of liquid foams // Advances in Colloid and Interface Science. 2015. № 224, рр. 1-16. DOI: 10.1016/j.cis.2015.05.004
2. Weaire D., Hutzler S. The Physics of Foams. Oxford: Clarendon Press, 1999. 246 р. URL: https://searchworks.stanford.edu/view/4338509 (дата обращения: 15.04.2024).
3. Aste T., Di Matteo T., Tordesillas A. Granular and Complex Materials. 2007. World Scientific Publishing Co Pte Ltd. 268 р. DOI: 10.1142/6616
4. Drenckhan W., Langevin D. Monodisperse foams in one to three dimensions // Current Opinion in Colloid & Interface Science. 2010. № 15 (5), рp. 341-358. DOI: 10.1016/j.cocis.2010.06.002 EDN: NATHMD
5. Meagher A.J., Mukherjee M., Weaire D., Hutzler S., Banhart J., Garcia-Moreno F. Analysis of the internal structure of monodisperse liquid foams by X-ray tomography // Soft Matter. 2011. № 7(21), рp. 9881-9885. DOI: 10.1039/C1SM05495C
6. Van der Net A., Drenckhan W., Weaire D., Hutzler S. The crystal structure of bubbles in the wet foam limit // Soft Matter. 2006. № 2 (2), рp. 129-134. DOI: 10.1039/b515537a
7. Höhler R., Sang Y.Y.C., Lorenceau E., Cohen-Addad S. Osmotic pressure and structures of monodisperse ordered foam // Langmuir. 2007. № 24(2), рp. 418-425. DOI: 10.1021/la702309h
8. Quilliet, C., Talebi S.A., Rabaud D., Kafer J., Cox S.J., and Graner F. Topological and geometrical disorders correlate robustly in two-dimensional foams // Philosophical Magazine Letters. 2008. № 88 (9-10), рр. 651-660. DOI: 10.1080/09500830802334249
9. Durand M., Kraynik A.M., Swol F., Kafer J., Quilliet C., Cox S., Talebi S.A., Graner F. Statistical mechanics of two-dimensional shuffled foams: Geometry-topology correlation in small or large disorder limits // Physical Review E. 2014. № 89 (6-1), рр. 062309. DOI: 10.1103/PHYSREVE.89.062309
10. Lambert J., Mokso R., Cantat I., Cloetens P., Glazier J.A., Graner F., Delannay R. coarsening foams robustly reach a self-similar growth regime // Physical Review Letters. 2010. 104 (24), рр. 248304. DOI: 10.1103/PhysRevLett.104.248304
11. Fortuna I., Thomas G.L., Almeida R.M.C., Graner F. Growth laws and self-similar growth regimes of coarsening two-dimensional foams: transition from dry to wet limits // Physical Review Letters. 2012. № 108 (24), рp. 248301. DOI: 10.1103/PhysRevLett.108.248301
12. Almeida R.M.C., Thomas G.L., Graner F. Universal, statistically scale-invariant regime in 3D cellular systems // Physica A: Statistical Mechanics and its Applications. 2006. № 371 (1), рp. 67-70. DOI: 10.1103/PhysRevE.74.021407
13. Meagher A.J., McAteer D., Hutzler S., and Weaire D. Building the pyramids: perfect bubble crystals // Philosophical Magazine. 2013. № 93 (31-33), рp. 4138-4150. DOI: 10.1080/14786435.2013.820383
14. Cox S.J., Graner F. Three-dimensional bubble clusters: Shape, packing, and growth rate // Physical Review E. 2004. № 69 (3), рp. 031409. DOI: 10.1103/PhysRevE.69.031409
15. Drenckhan W., Saint-Jalmes A. The science of foaming // Advances in Colloid and Interface Science. 2015. Vol. 222, рр. 228-259. DOI: 10.1016/j.cis.2015.04.001 EDN: XYPDJF
16. Kraynik A.M., Reinelt D.A., Swol F. Structure of random foam // Physical Review Letters. 2004. 93 (20), рp. 208301. DOI: 10.1103/PhysRevLett.93.208301
17. Herdtle T., Aref H. On the geometry of composite bubbles // Proceedings of the Royal Society of London. Series A: Mathematical and Physical Sciences. 1991. Vol. 434, рp. 441-447. URL: https://www.jstor.org/stable/51841 (дата обращения: 23.05.2024).
18. Ross S. Bubbles and foams - new general law // Industrial & Engineering Chemistry. 1969. № 61 (10), pp. 48. DOI: 10.1021/ie50718a006
19. Landau L.D., Lifschitz E.M. Statistical Physics. URL: https://www.academia.edu/8209051/Landau_L_D_and_Lifschitz_E_M_Vol_5_Statistical_Physics_part_1 (дата обращения: 23.05.2024).
20. Kraynik A.M., Reinelt D.A. Linear elastic behavior of dry soap foams // Journal of Colloid and Interface Science. 1996. №181, pp. 511-523. DOI: 10.1006/jcis.1996.0408
21. Aref H., Vainchtein D.L. The equation of state of a foam // Physics of Fluids. 2000. № 12 (1), рр. 23-28. DOI: 10.1063/1.870281 EDN: LGDXRT
Выпуск
Другие статьи выпуска
В статье описана технология по извлечению из интернет-сайта метеоданных для большого числа населенных пунктов. Метод основан на анализе строк файлов, представляющих отдельные страницы сайта. Технология использует как стандартную методику парсинга, так и принципиально иной подход для извлечения данных, рассмотрению которого и посвящена данная статья. Планируемым результатом внедрения этой технологии, находящейся в стадии апробации, будет повышение уровня полноты и обоснованности экологической информации о состоянии окружающей среды в населенных пунктах и, как следствие, расширение возможности заблаговременного прогнозирования экологически неблагоприятных, природных и техногенных чрезвычайных ситуаций, планирование комплекса мер по защите населения, природной среды и объектов экономики от угроз возникновения чрезвычайных ситуаций и их негативных последствий.
Непрекращающееся истощение природных ресурсов как основного сырья для получения углеводородов привело к широкому изучению биовозобновляемого сырья, особенно биоспиртов. Использование альтернативного вида сырья на основе биомассы позволит существенно улучшить как экологическую ситуацию в мире, в связи со снижением выбросов от сжигания легких газов, так и экономическую. Стоит отметить, что переработка спиртов, полученных из растительного сырья, может являться наиболее перспективной, поскольку для получения биоспиртов используются различные зерновые культуры, отходы лесопереработки, биомасса и т. д. Приведены некоторые особенности получения синтетических углеводородов из этанола, бутанола и изопропанола в качестве биовозобновляемого сырья. Представлена методика проведения трансформации спиртов в углеводороды
Рассмотрено создание перспективной математической модели для САПР в области электроснабжения с учетом надежности элементов электропитания технологического процесса, а также самостоятельного планирования программой линий электропитания на основе параметров «экономичность – надежность» и «секторы ограничения»
Рассмотрено электростатическое поле, созданное системой двух одноименных или разноименных зарядов. Расчеты выполнены для зарядов, расположенных на сферических непроводящих поверхностях, при этом полученные результаты могут обобщаться на любые формы заряженных объектов. Цель исследования – повышение корректности электростатических расчетов, исключающей возможность получения недостоверных результатов в виде бесконечно большой энергии. Применены методы электростатики. Энергия поля определена двумя способами: через плотность энергии и интегрирование по объему, занимаемому полем, и путем вычисления работы при гипотетическом перемещении заряженных объектов. Даны три определения различных видов электростатической энергии. Получены формулы для соответствующих энергий при различных комбинациях зарядов
Разработана математическая модель физических процессов, протекающих в озонаторе, а также представлены результаты численных расчетов, выполненных при реализации указанной модели при помощи программного пакета Scilab. Для верификации результатов численных экспериментов проведены натурные экспериментальные исследования зависимости концентрации озона от времени.
В статье представлены результаты расчета влияния установки автоматики ограничения снижения напряжения (АОСН) на ведение электроэнергетического режима работы энергосистемы крупного города, имеющего дефицит мощности собственных электростанций. Обоснованы места расположения и необходимость установки АОСН. Приведены примеры расчета электроэнергетического режима работы энергосистемы города.
В статье рассмотрены способы армирования бетона на основе отходов промышленного производства композитных сеток и многоанкерной фибры различной длины с целью повышения эффективности работы дорожных бетонных изделий. Приведены результаты испытаний модельных образцов, армированных фиброй. Испытания показали возможность эффективного использования отходов в производстве дорожных бетонных плит повышенной прочности
Стремительное развитие современных городов и мегаполисов, повышение уровня урбанизации, рост населения, и, соответственно, увеличение количества автомобилей приводят к нехватке организованных парковочных мест. В статье раскрыты преимущества и недостатки различных способов проектирования и строительства автостоянок и предложен анализ экономической эффективности рамповых и механизированных автостоянок в условиях существующей застройки. По результатам анализа различных вариантов создания парковочных пространств в исторических центрах городов определен оптимальный способ с позиции капитальных и эксплуатационных затрат.
Работа направлена на повышение энергоэффективности технологий производства изделий из сборного железобетона путем рациональной организации процесса тепловлажностной обработки (ТВО) в установках периодического действия. Проведено исследование механизма теплопередачи на основе критериальных уравнений, описывающих закономерности нагрева оснований формовочных дорожек с использованием регистров на гладких трубах. Анализ основных закономерностей теплового баланса дорожек позволил выполнить расчет необходимого количества насыщенного пара для обеспечения требуемой производительности процесса ТВО изделий при заданных параметрах регистров обогрева и использовании стандартного пластинчатого теплообменника типа «пар-вода» для подготовки вторичного теплоносителя. Результаты работы подтвердили высокую энергоэффективность процесса ТВО железобетонных изделий на формовочных дорожках с регистрами обогрева на гладких трубах.
Изучение проблемы формирования прочности материалов как дисперсных структур на стыке таких фундаментальных наук, как физическая и коллоидная химия, механика сплошной среды и структурная теория разрушения, открывает возможность эффективного поиска оптимальных составов композитных материалов, построения модели структуры материала в объеме, применения физических законов, а также помогает прогнозировать изменение свойств материала в зависимости от внешних условий. Учет оптимального распределения структурных элементов в объеме строительного материала позволяет достаточно полно описать поведение материала и, в частности, существенно повысить прочность бетона и получить его новые перспективные виды
Издательство
- Издательство
- ТВГТУ
- Регион
- Россия, Тверь
- Почтовый адрес
- 170026, Тверская обл, г Тверь, наб Афанасия Никитина, д 22
- Юр. адрес
- 170026, Тверская обл, г Тверь, наб Афанасия Никитина, д 22
- ФИО
- Твардовский Андрей Викторович (ИСПОЛНЯЮЩИЙ ОБЯЗАННОСТИ РЕКТОРА)
- E-mail адрес
- tvardovskiy@tstu.tver.ru
- Контактный телефон
- +7 (482) 2526335