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Flow-Induced Precipitation in Thin Capillaries Creates Helices, Lamellae, and Tubes

机译：薄毛细管中的流动诱导的沉淀产生螺旋，薄片和管

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Precipitation reactions under flow in confined media are relevant to the control of pathological biomineralization, processes affecting aquifers, and challenges in the petroleum industry. Here we show that for a simple geometry, such conditions create macroscopic structures including helices, tubes, lamellae, slugs, and disordered patterns. All structures emerge when salt solution is slowly injected into thin capillaries filled with hydroxide solution. For the helices, the pitch is proportional to the pump rate revealing a constant period of 0.63 s. Different morphologies of the insoluble metal hydroxide can coexist causing random transitions along the capillary. On average, 15% of the final system contains residual hydroxide solution. While mechanically stable for flow speeds above 25 mmmin~(-1), structures collapse and sediment for slower injection speeds. Some of the observed features share similarities with precipitate tubes in chemical gardens and the dynamics of liquid-liquid pipe flow.
机译：受限介质中流动的降水反应与病理生物矿化的控制，影响含水层的过程，以及石油工业中的挑战。在这里，我们表明，对于简单的几何形状，这种条件会产生宏观结构，包括螺旋，管，薄片，块和无序图案。当盐溶液缓慢注入填充氢氧化物溶液的薄毛细管中时，所有结构都会出现。对于螺旋，间距与显示恒定时期的泵速度为0.63秒。不溶性金属氢氧化物的不同形态可以共存导致毛细管的随机转变。平均而言，15％的最终系统含有残留的氢氧化物溶液。在25mmmin〜（-1）以上的流速机械稳定时，结构塌陷和沉积物的喷射速度较慢。一些观察到的特征与化学花园中的沉淀管和液 - 液管流动的动态共享相似之处。

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