Детализированное описание процесса формирования и эволюции пузырьков в растворе является одной из фундаментальных задач при построении общей теории фазовых переходов, решение которой требуется как для адекватного понимания многих природных явлений, так и использования в различных технологических процессах. Дегазация газонасыщенного жидкого раствора в условиях декомпрессии является типичным примером фазового перехода первого рода в двухкомпонентной среде. Быстрая дегазация раствора может
сопровождаться существенным разбуханием – увеличением объема раствора в дополнение к образованию газовой фазы. В случае водяного пара,
растворенного в расплавленной магме, такое разбухание может привести к
извержению вулкана [1].
Теоретическое исследование процесса дегазации включает в себя
рассмотрение процесса нуклеации пузырьков в газонасыщенном растворе. В работе [2] было получено кинетическое уравнение для доступного для
нуклеации пузырьков объема жидкого раствора при учете перекрытия
исключенных объемов вокруг пузырьков. Случай многокомпонентной
нуклеации и роста газовых пузырьков, рассмотренный в предлагаемой работе, является более сложным не только из-за возросшего числа компонентов, но и по причине появления перекрестных эффектов. Для случая роста и испарения капель подобные эффекты были рассмотрены в [3,4].
В представленной работе построено описание процесса нуклеации от
начального момента до момента, когда доступный объем практически исчезает. Кинетическое уравнение для доступного объема получено с учетом постепенного перекрытия исключенных объемов вокруг пузырьков. В работе представлены также численные решения этого кинетического уравнения при разных начальных пересыщениях компонентов раствора.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект 16-03-01094 А).
Литература
1. Sparks R.S.J // J. Volcanology and Geothermal Research. 1978. V.3. P. 1-37.
2. Kuchma A.E., Shchekin A.K., Bulgakov M.Yu. // Physica A. 2017. V.468. P. 228-237.
3. Кучма А.Е., Щёкин А.К., Мартюкова Д.С., Лёзова А.А. // Коллоид. журн. 2016. Т.78. № 3. С. 325-337.
4. Мартюкова Д.С., Щёкин А.К., Кучма А.Е., Лёзова А.А. // Коллоид. журн. 2016. Т.78. № 3. С. 338-348.
