Effect of Surface Tension Relaxation on the Stability of the Charged Jet

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

In the asymptotic calculations of the first order of smallness by the dimensionless amplitude of capillary waves on the surface of charged jets of polar liquid, the effect of the relaxation effect of surface tension on the regularities of their implementation is investigated. Calculations are carried out on the model of an ideal non-compressible electrically conductive fluid. It has been shown that taking into account the effect of dynamic surface tension leads to an increase in the order of the dispersion equation, which has another damping root, which is obliged to destroy the near-surface double electric layer (destruction of the ordering of polar molecules in the near-surface layer), which undergoes electrostatic instability at sufficiently large charges (pre-breakdown in the sense of ignition of corona discharge in air). In the ideal fluid mathematical model used, the relaxation motion of the jet surface disturbances that occurs when the surface tension relaxation effect is turned on and the attenuation decrements of capillary wave motions are purely of a relaxation nature.

作者简介

A. Grigoryev

Ishlinky Institute for Problems in Mechanics RAS

编辑信件的主要联系方式.
Email: grigorai@mail.ru
Russia, Moscow

N. Kolbneva

Demidov Yaroslavl State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: kolbneva-nata@yandex.ru
Russia, Yaroslavl

S. Shiryaeva

Demidov Yaroslavl State University

编辑信件的主要联系方式.
Email: shir@uniyar.ac.ru
Russia, Yaroslavl

参考

  1. Frenkel J.I. Theory of Atmospheric Electricity Phenomena. Leningrad;Moscow: Gostekhteorizdat, 1949. 155 p.
  2. Bor N. Determination of water surface tension coefficient by jet oscillation // in: Niels Bor. Selected scientific works. Moscow: Nauka, pp. 7–50. 1970. 584 p. (in Russian)
  3. Bor N. To determine the coefficient of surface tension of water of freshly formed surface of water // in: Niels Bor. Selected scientific works. Moscow: Nauka, pp. 5–59. 1970. 584 p. (in Russian)
  4. Owens D.K. The dynamic surface tension of sodium dodecyl sulfate solutions // J. Colloid&Interface Sci., 1969, vol. 29, no. 3, pp. 496–501.
  5. Kochurova N.N., Rusanov A.I. Dynamic surface properties of water: Surface tension and surface potential // J. Colloid&Interface Sci., 1981, vol. 81, no. 2, pp. 297–303. (in Russian)
  6. Aytouna M., Bartolo D., Wegdam G., Bonn D., Rafai A. Impact dynamics of surfactant laden drops: dynamic surface tension effects // Exper. in Fluids, 2010, vol. 48, no. 1, pp. 49–57.
  7. Nagata Y., Ohto T., Bonn M., Kuhne T. Surface tension of ab initio liquid water at the water-air interface // J. Chem. Phys., 2016, vol. 144, no. 20, 204705.
  8. Hauner I.M., Deblais A., Beattie J.K, Kellay H., Bonn D. The dynamic surface tension of water // Phys. Chem. Lett., 2017, vol. 8, pp. 1599–1603.
  9. Frenkel J.I. To the theory of Tonks about the rupture of the surface of a liquid by a constant electric field in a vacuum // JETF, 1936, vol. 6, no. 4, pp. 348. (in Russian)
  10. Bykovsky Yu.A., Manykin E.A., Nakhutin I.E., Poluektov P.P., Rubezhniy Yu.G. Spectrum of surface vibrations of liquid taking into account relaxation effects // ZhTF, 1976, vol. 46, no. 10, pp. 2211–2213. (in Russian)
  11. Christensen R.M. Theory of Viscoelasticity. An Introduction. N.Y.; L.: Acad. Press.
  12. Grigor’ev A.I., Mikheev G.E., Shiryaeva S.O. Electrostatic instability of the surface of a volume charged jet of dielectric liquid moving relative to the surrounding medium // Fluid Dyn., 2017, vol. 52, no. 5, pp. 599–609. doi: 10.1134/S0015462817050015
  13. Levich V.L. Physicochemical Hydrodynamics. Moscow: Fizmatgiz, 1959. 700 p. (in Russian)
  14. Abramowitz M., Steegan I. Special Features Handbook. Moscow: Nauka, 1979. 830 p.
  15. Levacheva G.A., Manykin E.A., Poluektov P.P. On the spectrum of oscillations in the forms of a micellar particle // Izv. USSR AS, Fluid&Gas Mech., 1985, no. 2, pp. 17–22. (in Russian)
  16. Grigor’ev A.I., Shiryaeva S.O. Electrostatic instability of the higher-order azimuthal modes of a charged jet // Fluid Dyn., 2021, vol. 56, no. 3, pp. 353–360. doi: 10.1134/S0015462821030058
  17. Rayleigh. On the equilibrium of liquid conducting masses charged with electricity // Phil. Mag., 1882, vol. 14, pp. 184–186.
  18. Landau L.D., Lifshits E.M. Hydrodynamics. Moscow: Nauka, 1986. 736 p. (in Russian)
  19. Shiryaeva S.O., Grigoriev A.I. Spontaneous Jet Decay. Yaroslavl: YarSU, 2012. 204 p. (in Russian)
  20. Schweizer J.W., Hanson D.N. Stability limit of charged drops // J. Colloid&Interface Sci., 1971, vol. 35, no. 3, pp. 417–423.
  21. Duft D., Achtzehn T., Muller R. et al. Rayleigh jets from levitated micro droplets // Nature, 2003, vol. 421, pp. 128.
  22. Grimm R.L., Beauchamp J.L. Dynamics of field-induced droplet ionization: time-resolved studies of distortion, jetting, and progeny formation from charged and neutral methanol droplet exposed to strong electric fields // J. Phys. Chem. B, 2005, vol. 109, pp. 8244–8250.
  23. Cloupeau M., Prunet Foch B. Electrohydrodynamic spraying functioning modes: a critical review // J. Aerosol Sci., 1994, vol. 25, no. 6, pp. 1021–1035.
  24. Frenkel J.I. Kinetic Theory of Liquids. Leningrad: Nauka, 1975. 592 p. (in Russian)
  25. Grigoriev A.I. Electrostatic instability of a highly charged jet of electrically conductive liquid // ZhTF, 2009, vol. 79, no. 4, pp. 36–45. (in Russian)

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (46KB)
3.

下载 (164KB)
4.

下载 (171KB)
5.

下载 (145KB)

版权所有 © А.И. Григорьев, Н.Ю. Колбнева, С.О. Ширяева, 2023

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».