Dynamic Interaction between a Millimeter-Sized Bubble and Surface Microbubbles in Water
Notice bibliographique
Résumé
The coalescence between microbubbles and millimeter-sized bubbles is an elementary process in various industrial applications such as froth flotation and wastewater treatment. Fundamental understanding of the coalescence behavior between two colliding bubbles requires knowledge of water drainage from the thin liquid film between the deformable air-water surfaces, a simple phenomenon with high complexity in physics because of the interplay of surface forces, hydrodynamic drainage, and surface rheology. In this work, we performed simultaneous measurements of the interaction force and spatial thin-film thickness during the collision between a millimeter-sized bubble (radius 1.2 mm) and surface microbubbles (radii between 30 and 700 μm) using our recently developed dynamic force apparatus. The interaction force during the collision agrees well with the prediction from the Stokes-Reynolds-Young-Laplace model with the tangentially immobile boundary condition at the air-liquid interface. However, the measured coalescence times for different bubble sizes are shorter than the model predictions, possibly caused by a rapid drainage behavior along with the loss of symmetry of the thin liquid film. In dozens of experimental runs, the bubbles coalesced at a critical film thickness of 25 ± 15 nm, which agrees reasonably well with the predicted rupture thickness using attractive van der Waals interaction force. These results suggest that the nonsymmetric drainage process, rather than the rupture thickness, contributes to the scattering of the experimental coalescence time between two fast-colliding air bubbles. Furthermore, our results suggest that smaller surface bubbles (30-100 μm) are more effective for the attachment onto a large bubble as the coalescence time decreases considerably when the microbubbles are smaller than 100 μm.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
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Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».