馬倫哥尼效應(Marangoni effect)是指在流體界面,因為表面張力梯度而造成的傳質現象。
兩種液體相接觸時,表面張力強的液體會將表面張力弱的液體拉過來,因此會出現表面張力弱的液體向強的方面滲透,同壹種溶液會因為濃度低而增強表面張力,所以濃溶液也會向稀溶液中滲透。
例如,葡萄酒可能會表現出壹種可見的效果,稱為“酒的眼淚”。該效果是由於酒精具有比水更低的表面張力和更高的揮發性這壹事實的結果。
水/酒精溶液上升到玻璃表面,降低了表面能的玻璃。酒精從薄膜中蒸發,留下具有更高表面張力的液體(更多的水,更少的酒精)。酒精濃度較低的區域(表面張力較大)比酒精濃度較高的區域(玻璃杯中較低)對周圍液體的拉力更強。
結果是液體被拉起,直到其自身的重量超過了效果的力量,並且液體從容器的壁上滴落下來。這也可以很容易地通過在光滑的表面上鋪壹層薄薄的水,然後讓壹滴酒精落在薄膜的中心來證明。液體會沖出酒精滴落下的區域。
這種現象最早是由意大利物理學家卡羅·馬倫哥尼首先在1865年論文中研究發表的,所以被命名。
意義
在地球條件下,在具有沿流體/流體界面的溫度梯度的系統中,重力引起的自然對流效應通常比馬蘭戈尼效應強得多。
許多實驗(ESA?MASER 1-3)已經在微重力條件下在探空火箭上進行,以在不受重力影響的情況下觀察馬蘭戈尼效應。
在國際空間站上進行的熱管研究揭示了在地球上暴露於溫度梯度的熱管導致內部流體在壹端蒸發並沿管道遷移,從而使熱端幹燥,在太空中(重力的影響可以忽略不計),相反的情況發生了,並且管道的熱端充滿液體。
這是由於馬蘭戈尼效應以及毛細作用.?流體通過毛細作用被吸入管子的熱端。但大部分液體最終仍以液滴的形式出現,距離管子最熱的部分不遠,這由 Marangoni 流解釋。
軸向和徑向的溫度梯度使流體從熱端和管壁流向中心軸。液體形成與管壁接觸面積小的液滴,在較冷的液滴和熱端的液體之間形成薄膜循環液體。