ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ПЕРКОЛЯЦИОННОГО ПЕРЕХОДА ПРИ БЫСТРОМ СЖАТИИ СИСТЕМЫ НАНОПОРИСТОЕ ТЕЛО - НЕСМАЧИВАЮЩАЯ ЖИДКОСТЬ
Борман В.Д., Белогорлов А.А., Лисичкин Г.В., Троян В.И., Тронин В.Н.

Поступила в редакцию: 20 Июля 2007

PACS: 05.40.-a, 47.53.+n

DJVU (311.3K)

PDF (626.6K)

Динамика заполнения нанопористого тела несмачивающей жидкостью при быстром сжатии исследована экспериментально и теоретически. Опыты проводились с системами «гидрофобное нанопористое тело Либерсорб 23 - вода, водный раствор CaCl_{2 при скорости сжатия атм/с. Обнаружено, что процесс заполнения начинается и протекает при новом постоянном давлении, не зависящем от энергии сжатия и вязкости жидкости. Время заполнения и величина заполненного объема растут с увеличением энергии сжатия. Построена модель заполнения нанопористого тела несмачивающей жидкостью, в рамках которой с помощью функций распределения кластеров из доступных для заполнения и заполненных пор заполнение описывается как пространственно-неоднородный процесс. На основе предложенной системы кинетических уравнений для этих функций распределения показано, что при быстром сжатии процесс заполнения должен протекать при постоянном давлении pc, которое определяется новым порогом заполнения θc=0.28 по доле доступных пор, величина которого выше перколяционного порога θc0=0.18. Величина θc является универсальной характеристикой пористых тел. В области значений θc0<θ<θc заполнение пористого тела не должно наблюдаться. Показано, что решение системы кинетических уравнений приводит к нелинейному отклику среды на внешнее воздействие (быстрое сжатие), состоящему в компенсации этого воздействия путем перетекания жидкости из кластеров заполненных пор конечного размера в бесконечный кластер доступных, но незаполненных пор. В результате такой компенсации процесс заполнения не зависит от вязкости жидкости. Оказалось, что все полученные экспериментальные данные количественно описываются в рамках предложенной модели.}