Исследование процесса роста метанового зародыша в линейном приближении
В данной работе рассматривается линейная задача роста одиночного метанового зародыша в воде, находящегося изначально в термодинамическом и силовом равновесии с жидкостью. Показано, что в результате действия сил Лапласа на поверхность зародыша его состояние неустойчиво. Для решения данной задачи линеаризовались основные дифференциальные уравнения, описывающие динамику роста зародыша в перенасыщенной метаном воде. Из решения системы линеаризованных уравнений было получено единое характеристическое уравнение, в котором учитывались такие факторы, влияющие на рост зародыша, как радиальная инерция, диффузия и вязкость воды. Количественной характеристикой роста зародыша в работе является инкремент, показывающий время, в течение которого амплитуда возмущений зародыша возрастает в е раз. Исходя из результатов исследования, можно сделать вывод, что основной ролью в росте зародыша (а теперь, очевидно, и любого газового зародыша) является эффект диффузии. Входящий в эффект диффузии параметр - число Оствальда, показывающее количество растворимого метана на единицу объема жидкости, показало, что в зависимости от объема растворимого метана в воде скорость роста зародыша разная. Полученный факт позволяет регулировать процесс кипения газонасыщенной жидкости.