Гранулы

Вчера разгребали посуду на кухне и в одном ведёрке обнаружили нечто непонятное - что то сыпучее, сухое, золотисто-жёлтое, похожее на песок, без запаха. Что самое странное - даже не помню, как это нечто там оказалось и как давно оно там лежит...

Конвекция в гранулированных средах это феномен, который возникает при воздействии на гранулированную среду вибрации или встряски, вследствие чего самые большие гранулы оказываются сверху. Этот феномен еще называют "эффект бразильского ореха" (в упаковках с разными сортами орехов именно бразильские орехи чаще всего оказываются сверху) или "эффект мюсли" (в пачках бóльшие частицы обычно оказываются сверху). Интересно то, что больше гранулы оказываются вверху вне зависимости от их массы.

Существует несколько вариантов объяснения данного феномена:

1. Центр масс в гранулированной среде может находится "высоко" из-за того, что между большими гранулами существует незанятое пространство и во время встряхивания центр масс просто "опускается ниже" (т.к. система стремиться к переходу в более низкое энергетическое состояние), "поднимая" большие гранулы вверх.

Для наблюдения изменения воздушного потока в гранулированной среде возьмем контейнер размерами 400*120*4 мм и наполним его микроскопическими (400-600 мкм) стеклянными шариками.

При слабом (0,5 л/м) воздушном потоке формируется небольшая полость, освобожденная от стеклянных шариков.

При увеличении "мощности потока" до 1,5 л/м начинают формироваться отдельные полости, которые преодолевают чуть больше половины расстояния "до поверхности".