Американские ученые выяснили, почему некоторые жидкости замедляются, проходя под давлением сквозь пористые материалы, такие как почва или осадочные породы. В эксперименте с искусственной прозрачной породой авторы показали, что в растворе полимера появляются турбулентные потоки, делающие его более вязким. Результаты работы помогут улучшить важные процессы в энергетической, экологической и промышленной сферах, от добычи нефти до восстановления грунтовых вод. Статья опубликована в журнале Science Advances.
Под давлением растворы полимеров становятся менее вязкими и текут быстрее. Однако при прохождении через материалы с множеством крошечных отверстий и каналов они становятся более вязкими и густыми, что снижает их скорость потока. Много лет исследователи во всем мире не могли понять, из-за чего это происходит. Теперь ученые из Принстонского университета разгадали загадку.
Исследователи провели эксперимент, в котором использовали прозрачный искусственный камень, состоящий из крошечных стеклянных шариков. Такая среда позволила визуализировать движение раствора полимера, содержащего светящиеся микрочастицы. Эксперимент показал, что увеличение вязкости в пористой среде происходит из-за того, что поток раствора становится хаотичным, в нем появляются турбулентные потоки, напоминающие завихрения воздуха под крылом самолета.
Как правило, жидкость, текущая с такой скоростью по таким узким капиллярам, не становится турбулентной. Однако полимеры растягивались, создавая накапливающиеся силы, которые в конце концов создавали в области пор турбулентные токи. Этот эффект усиливался по мере увеличения давления, оказанного на раствор.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
