ТЕОРІЯ ФОРЕЗА ВКЛЮЧЕНЬ У В’ЯЗКОМУ СЕРЕДОВИЩІ ПІД СПІЛЬНИМ ВПЛИВОМ ЕЛЕКТРОМАГНЕТИЗМУ ТА ТЕРМОКАПІЛЯРНОСТІ

Анотація

Теоретично досліджено рух сферичного включення у рідкому середовищі під спільним впливом зхрещених електричного і магнітного полів та термокапілярності. Цей рух (форез) може вважатися елементарним актом руху дисперсних частинок у суспензіях, емульсіях, аерозолях, рідких піноматеріалах. У рівняння типу рівняння Стокса для флюїдного включення, що входить у математичну модель, вводиться член, який враховує термокапілярну силу дії на включення завдяки неоднорідності температурного поля. Належним чином сформульовано граничні умови на поверхні частинка–середовище. Рішення системи рівнянь (рівняння типу рівняння Стокса для включення і середовища, граничні умови) дозволило одержати формулу для швидкості руху у в’язкому провідному середовищі під спільним термокапілярним і електромагнітним впливом. Формула для швидкості такого форезу в приведених (безрозмірних) категоріях вміщує відношення в’язкості та теплопровідності матеріалів, з яких складаються частинка та середовище, а також нову безрозмірну групу - відношення термокапілярної дії до електромагнітної (аналог числа Вебера). Виведені формули можуть бути застосовані для розрахунків швидкості переносу в електропровідних суспензіях та емульсіях з різноманітними включеннями. Як приклади, представлено оціночні розрахунки швидкості бульбашок у розплавлених Cu, Al, Fe, Ag. Розрахунки показали, що дії, викликані електромагнетизмом і термокапілярністю, зіставні за величиною. Розвинутий теоретичний підхід може виявитися корисним для створення доволі “гнучкого” методу в електротехнології рідких матеріалів.