NUMERICAL STUDY OF THE EFFECT OF MUTUAL ORIENTATION OF OLIGOMER MACROMOLECULES ON THEIR DESTRUCTION UNDER ULTRASONIC CAVITATION

Исследование механизма разрушения макромолекул под действием ультразвуковой кавитации представляет собой важную задачу. На сегодняшний день известен механизм разрушения макромолекул, основанный на том, что в условиях ультразвуковой кавитации создаются микроскопические зоны экстремально высоких давлений, в которых повышается вероятность актов разрыва макромолекулы. Разрыв происходит тогда и только тогда, когда относительная скорость при соударении макромолекул между собой превышает критическое значение. За счёт кавитации доля макромолекул, относительная скорость которых превышает критическое значение, увеличивается. В статье описана предложенная численная модель, которая предназначена для выявления молекулярных весов образуемых фрагментов при соударении. Предложен способ уменьшения количества неизвестных функций в 4 раза по сравнению с полной системой уравнений механики мономерных звеньев, основанный на симметрии в предлагаемой постановке задачи. Численно исследовано влияние взаимной ориентации макромолекул олигомеров на количество образуемых фрагментов. Полученные результаты могут служить ориентиром для развития макроскопической кинетической модели эволюции фракционного состава мономерных звеньев (эволюции концентраций мономерных звеньев различных типовых весов). The study of the mechanism of destruction of macromolecules under the action of ultrasonic cavitation is an important task. To date, the mechanism of destruction of macromolecules is known, based on the fact that microscopic zones of extremely high pressures are created in the conditions of ultrasonic cavitation, in which the probability of acts of rupture of the macromolecule increases. A rupture occurs if and only if the relative velocity when macromolecules collide with each other exceeds a critical value. Due to cavitation, the proportion of macromolecules whose relative velocity exceeds the critical value increases. The article describes the proposed numerical model, which is designed to identify the molecular weights of the fragments formed during collision. A method is proposed to reduce the number of unknown functions by 4 times compared to the complete system of equations of mechanics of monomeric links, based on symmetry in the proposed formulation of the problem. The effect of the mutual orientation of oligomer macromolecules on the number of fragments formed has been numerically investigated. The results obtained can serve as a guideline for the development of a macroscopic kinetic model of the evolution of the fractional composition of monomeric units (the evolution of concentrations of monomeric units of various typical weights).