Кооперативный транспорт несмачивающей жидкости в случайной системе нанопор
В. Д. Борман, А. А. Белогорлов, И. В. Тронин
Национальный исследовательский ядерный университет МИФИ, 115409 Москва, Россия
Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН, 119991 Москва, Россия
Abstract
Предложен новый механизм кооперативного транспорта несмачивающей жидкости
в нанопористой среде. Описание транспорта основывается на теории критической
динамики многомасштабных явлений в атомных системах. Транспорт описывается как
многомасштабный во времени процесс взаимодействия флуктуирующей моды заполнения-вытекания,
макроскопической моды самопроизвольного заполнения и моды заполнения,
вызванной критическим давлением сжатия динамического перколяционного перехода.
Модель строится на основании решения системы кинетических уравнений для функции
распределения доступных и заполненных пор, решение которых позволяет вычислить
макроскопические величины, описывающие разномасштабные процессы. Рассмотрен
случай, когда макроскопические моды транспорта развиваются одновременно в двух
различных масштабах времени. Предложена "микроскопическая" (в наномасштабе)
модель заполнения нанопор при развитии спонтанной моды с учетом сохранения
объема суспензии при равенстве скоростей развития мод в разных масштабах
времени. Предсказанные зависимости от времени потока и объема заполненных пор
соответствуют бездиссипативному транспорту в системе нанопор. Теоретические
зависимости описывают известные и новые экспериментальные данные. Необычные
динамические свойства соответствуют свойствам систем с положительной обратной
связью.