Вышедшие номера
Теория неустойчивости парового пузырька с зарядом в перегретой воде при учете противоионного слоя
Коледин В.В. 1
1Южно-Уральский государственный университет (Национальный исследовательский университет), Нижневартовск, Россия
Email: vikoled@mail.ru
Поступила в редакцию: 6 ноября 2025 г.
В окончательной редакции: 12 марта 2026 г.
Принята к печати: 23 марта 2026 г.
Выставление онлайн: 12 мая 2026 г.

Рассмотрена линейная теория неустойчивости заряженного парового пузырька в перегретой соленой воде с учетом экранирования электрического поля диффузионным слоем противоионов. На основе уравнений Рэлея-Лэмба, притока тепла и теплопроводности получено дисперсионное соотношение, определены условия неустойчивости. Получены аналитические выражения для минимального радиуса и критического заряда пузырька. Показано, что при увеличении концентрации соли от 1 до 100 mol/m3 минимальный радиус практически не меняется (~0.8 μm), а критический заряд возрастает более чем в 3 раза. Установлено, что на линейной стадии развития неустойчивости доминирующим является эффект радиальной инерции. Ключевые слова: паровой пузырек, заряд, неустойчивость, соленая вода, противоионный слой.
  1. M. Alheshibri, J. Qian, M. Jehannin, V.S.J. Craig. Langmuir, 32 (43), 11086 (2016). DOI: 10.1021/acs.langmuir.6b02489
  2. L. Zhou, S. Wang, L. Zhang, J. Hu. Curr. Opin. Colloid Interface Sci., 53, 101439 (2021). DOI: 10.1016/j.cocis.2021.101439
  3. A.W. Foudas, R.I. Kosheleva, E.P. Favvas, M. Kostoglou, A.C. Mitropoulos, G.Z. Kyzas. Chem. Eng. Res. Des., 189, 64 (2023). DOI: 10.1016/j.cherd.2022.11.013
  4. K.R. Marcelino, L. Ling, S. Wongkiew, H.T. Nhan, K.C. Surendra, T. Shitanaka, H. Lu, S.K. Khanal. Crit. Rev. Environ. Sci. Technol., 53, 1378 (2023). DOI: 10.1080/10643389.2022.2136931
  5. N.F. Bunkin, A.V. Shkirin, P.S. Ignatiev, L.L. Chaikov, I.S. Burkhanov, A.V. Starosvetskij. J. Chem. Phys., 137, 054706 (2012). DOI: 10.1063/1.4739528
  6. S. Tanaka, K. Terasaka, S. Fujioka. Chem. Ing. Technol., 93, 168 (2021). DOI: 10.1002/cite.202000143
  7. К. Agarwal, М. Trivedi, N. Nirmalkar. Ultrason. Sonochem., 82, 105860 (2022). DOI: 10.1016/j.ultsonch.2021.105860
  8. X. Shi, S. Xue, T. Marhaba, W. Zhang. Langmuir, 37, 2514 (2021). DOI: 10.1021/acs.langmuir.0c03574
  9. S.M. Montazeri, N. Kalogerakis, G. Kolliopoulos. Sci. Rep., 13, 16716 (2023). DOI: 10.1038/s41598-023-43803-6
  10. Н.Ф. Бункин, Ф.В. Бункин. Phys. Usp., 59 (9), 846 (2016). DOI: 10.1039/D0SM00116C
  11. M. Chaplin. Water Structure Sci. www1.lsbu.ac.uk/ water/water_structure_science.html
  12. Y. Zhou, Z. Han, C. He, Q. Feng, K. Wang, Y. Wang, N. Luo, G. Dodbiba, Y. Wei, A. Otsuki, T. Fujita. Materials, 14 (7), 1808 (2021). DOI: 10.3390/ma14071808
  13. O. Miyatake, I. Tanaka, N. Lior. Chem. Eng. Sci., 49 (9), 1301 (1994). DOI: 10.1016/0009-2509(94)85067-4
  14. G. Nagashima, E.V. Levine, D.P. Hoogerheide, M.M. Burns, J.A. Golovchenko. Phys. Rev. Lett., 113, 024506 (2014). DOI: 10.1103/PhysRevLett.113.024506
  15. Р.И. Нигматулин. Динамика многофазных сред (Наука, М., 1987)
  16. В.Ш. Шагапов, В.В. Коледин. ТВТ, 51 (4), 543 (2013). [V.Sh. Shagapov, V.V. Koledin. J. High Temp., 51 (4), 486 (2013). DOI: 10.1134/S0018151X13040214]
  17. С.С. Кутателадзе, В.Е. Накоряков. Тепломассообмен и волны в газожидкостных системах (Наука, M., 1984)
  18. Н.Б. Варгафтик. Справочник по теплофизическим свойствам газов и жидкостей (Наука, М., 1972)
  19. Р.И. Нигматулин. Основы механики гетерогенных сред (Наука, М., 1978)
  20. И.К. Гималтдинов, В.В. Коледин, А.А. Насыров, И.А. Чиглинцев. ТВТ, 63 (2), 266 (2025). DOI: 10.31857/S0040364425020143
  21. S.I. Koshoridze, Y.K. Levin. Tech. Phys. Lett., 44 (12), 1245 (2018). DOI: 10.1134/S1063785019010103
  22. Ю.К. Левин. Коллоид. журн., 87 (1), 35 (2025). DOI: 10.7868/S3034543X25010042
  23. С.К. Жданов, Б.А. Трубников. Квазигазовые неустойчивые среды (Наука, М., 1991)
  24. Y. Liu, X. Zhang. Chin. Phys. B, 27 (1), 014401 (2018). DOI: 10.1088/1674-1056/27/1/014401
  25. Дж.В. Гиббс. Термодинамические работы (Гостехтеоретиздат, М., 1950)