Змочування і розтікання


Дата добавления: 2014-10-03 | Просмотров: 1676


<== предыдущая страница | Следующая страница ==>

 

Змочування – це поверхневе явище, яке полягає у взаємодії рідини з іншою конденсованою фазою, при умові одночасного контакту трьох фаз, одна з яких - газ (повітря).

Мірою змочування є крайовий кут змочування, це кут між площиною поверхні, що змочується і дотичною до поверхні рідини в одній із точок контуру змочування.

В залежності від величини крайового кута змочування можливі наступні варіанти контакту рідини з поверхнею (рис.8).

Рис. 8. Приклади змочування поверхні.

1. 180о>q>90o Поверхня не змочується (ліофобна);

2. q=90o Межа змочування і незмочування;

3. q<90o Поверхня змочується (ліофільна).

Проаналізуємо поверхневі сили, що діють на краплину яка знаходиться на поверхні в умовах рівноваги (рис.9).

 

Рис. 9. Сили, що діють на краплю на поверхні.

 

s3,1 - сила, яка діє між твердим тілом і газом і прагне розтягнути краплю;

s3,2 –стягує краплю і діє між рідиною і твердим тілом;

s2,1 – діє між газом і рідиною.

У випадку рівноваги цих сил:

s3,1=s2,1cosq+s3,2 ( 2.33)

( 2.34)

Рівняння (2.34) називають рівнянням Юнга.

s3,1- s3,2=s2,1cosq ( 2.35)

Підставимо вираз (2.35) в рівняння Дюпре (2.30) і 1 отримуємо рівняння Дюпре - Юнга:

Wa=s3,1- s3,2+s2,1cosq=s2,1+s2,1cosq=s2,1(1+cosq) ( 2.36)

Розділимо вираз (2.36) на 2s2,:

( 2.37)

Якщо q=0o cosq=1 Wa=WK;

q=90o cosq=0 Wa=0,5WK;

q=180o cosq=-1 Wa=0, але такого стану в природі не спостерігалось.

Наприклад в системі вода-тефлон:

q=108o; sH2O=72мДж/м2; Wa=50,3мДж/м2.

 

На поверхнях реальних тіл завжди є неоднорідності, пори та тріщини. Вони викликають відхилення кутів змочування від рівноважних значень. Це відхилення називають гістерезисом змочування. При наявності гістерезиса змочування розрізняють граничні кути натікання і відтікання.

При збільшенні об’єму краплини максимальний кут, при якому площа поверхні, яку займає крапля, не змінюється називають кутом натікання; а при зменшенні об’єму краплини мінімальний кут при якому площа поверхні що займає краплина залишається незмінною називають кутом відтікання.

За утворенням цих кутів зручно спостерігати нахиляючи пластину з краплею, до моменту стікання її з поверхні (рис.10).

Рис. 10. Змочування реальних тіл.

 


1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | 29 | 30 | 31 | 32 | 33 | 34 | 35 | 36 | 37 | 38 | 39 | 40 | 41 | 42 | 43 | 44 | 45 | 46 | 47 | 48 | 49 | 50 | 51 | 52 | 53 | 54 | 55 | 56 | 57 | 58 | 59 | 60 | 61 | 62 | 63 | 64 |

При использовании материала ссылка на сайт Конспекта.Нет обязательна! (0.05 сек.)