Effect of Surface Viscoelastic Properties on Bubble Oscillations

0334140 - ÚCHP 2010 RIV CZ eng C - Conference Paper (international conference)
Vejražka, Jiří - Vobecká, Lucie - Zedníková, Mária - Orvalho, Sandra - Tihon, Jaroslav
Effect of Surface Viscoelastic Properties on Bubble Oscillations.
[Vliv viskoelastických vlastností mezifázového rozhraní na oscilace bubliny.]
Proceedings. Liberec: Technical university of Liberec, 2009 - (Dančová, P.; Dvořák, V.), 376--388. ISBN 978-80-7372-538-9.
[Experimental Fluid Mechanics 2009. Liberec (CZ), 25.11.2009-27.11.2009]
R&D Projects: GA AV ČR(CZ) IAA200720801
Institutional research plan: CEZ:AV0Z40720504
Keywords : bubble oscillation * surface viscosity * surfactants
Subject RIV: CF - Physical ; Theoretical Chemistry

Shape oscillations of bubbles in surfactant solutions are investigated by means of high-speed imaging. Two cases are studied: bubbles attached to a capillary tip, and bubbles freely rising after detachment. The frequency f and the decay time τ of shape oscillations are evaluated, and their dependence on the surfactant concentration and on the bubble size is investigated. If the surfactant is present, τ shortens and a minimum is found for a certain concentration. This observation demonstrates that in the surfactant solutions, the energy dissipation linked to interfacial effects can be much more important than the dissipation due to liquid viscosity. The frequency f increases with increasing concentration of the surfactant first, and then it drops rapidly at concentration, at which τ is minimal. The initial increase of the oscillation frequency suggests that the interfacial elasticity can play an important role in surfactant solutions.

Rozhraní kapalina-plyn bývá obvykle charakterizováno pouze povrchovým napětím. Tento popis je dostačující v případě čisté kapaliny. V případě, že v kapalině jsou povrchově aktivní látky (což je případ většiny příměsí ve vodě), začínají se uplatňovat i jiné, obvykle nedokumentované vlastnosti fázového rozhraní, např. povrchová elasticita a disipace. V příspěvku se experimentálně zabýváme tvarovými oscilacemi bubliny vzduchu v roztocích povrchově aktivní látky (-terpineolu). Bublina roste na kapiláře, kterou, při dosažení požadované velikosti, náhle pohneme, a tím vynutíme kmitání bubliny. Děj pomocí kamery zaznamenáme a vyhodnotíme frekvenci a dobu útlumu jednotlivých módů oscilací.
Permanent Link: http://hdl.handle.net/11104/0178953