ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Краевой угол и форма прилипших капель из "Адгезия жидкости и смачивания" Зная величины h, Гмакс, 2 и сс, которые определяют форму капли, можно но уравнению (111,4) рассчитать краевой тол. [c.76] Все величины, входящие в формулу (П1, 6), поддаются измерению. Поэтому эту формулу можно использовать для практических расчетов. [c.76] Формула (111,8) в качестве относительных размеров включает соотношение между координатами, характеризующими профиль капли (г и ft), и максимальным радиусом капли Гмакс- Возможно применение другой формы представления относительных размеров капли по сравнению с радиусом кривизны капли или радиусом сферической капли. [c.77] Эти данные свидетельствуют о пригодности формулы (111,9) для определения краевого угла лежащих на горизонтальной поверхности капель. [c.77] Впоследствии было проведено более точное интегрирование уравнения (111,8) и составлены таблицы, которые позволяют по краевому углу, диаметру капли, ее высоте и объему получить величину поверхностного натяжения жидкости Отт- Можно решать и обратную задачу — по a r находить краевой угол. [c.77] Определение формы лежащей капли из энергетических соображений. Помимо уравнений Бэшфорта и Адамса (HI,8) — (111,9), которые выведены на основе геометрических измерений, форму капли можно определить, исходя из минимума энергии капли Для этой цели берут минимальное значение суммы двух энергий поверхностной и потенциальной (гравитационной). [c.77] Поверхностную энергию можно представить как работу адгезии в расчете на площадь поверхности сферической капли, граничащей с газовой средой (стр. 14). Потенциальная энергия капли определяется массой капли. [c.78] Метод нахождения относительных размеров капли на основе минимума энергии более прост и точен, чем расчет по уравнениям Бэшфорта — Адамса. [c.78] Таким образом, краевой угол зависит от формы капли, которая может быть определена по известным размерам капли и на основе принципа минимума энергии. [c.78] Изменения краевого угла в зависимости от размеров капель вызваны различными причинами. Для капель малого размера — это изменение поверхностного натяжения жидкости на границе с газовой средой, т. е. сГжг, что в соответствии с уравнением (1,5) обусловливает изменение краевого угла. Краевой угол капель больших размеров изменяется под действием гравитационной силы. [c.79] Остановимся на изменении краевого угла малых капель и определим тот предельный размер капель, ниже которого имеет место изменение краевого угла. [c.79] Для оценки значений краевых углов малых капель в соответствии с (III, 12) необходимо знать связь между а т и Го, которая может быть выражена уравнением зов. 207. [c.79] для капель небольшого размера (менее 1 мкм) имеет место снижение краевого угла с уменьшением размеров капель. Это снижение вызвано изменением поверхностного натяжения Ошг в зависимости от размера капель. [c.80] Проследим изменения краевого угла капель больших размеров под действием гравитационной силы. [c.80] Как следует из приведенных данных, для капель радиусом 0,39—0,60 мм краевой угол практически постоянен (89°30 Г) и не зависит от размеров капель. При увеличении радиуса капель с 0,66 мм краевой угол падает и достигает 58° для капель, имеющих радиус 1,56 мм. [c.80] Изменения краевого угла в зависимости от максимального радиуса капли Гмакс даны на рис. 111,3. В соответствии с этим рисунком наблюдается уменьшение краевого угла по мере роста Гмакс- Так, при увеличении радиуса капель воды (кривая 5) с 1 до 3 мм краевой угол падает от 142 до 122°. [c.80] Под действием гравитационной силы происходит изменение размеров капли, которые определяют значение краевого угла. В связи с этим можно произвести расчет краевого угла с учетом изменения размеров капли. Результаты этих расчетов приведены на рис. 111,3. Сплошными линиями даны значения 0 в зависимости от Гмакс, полученные расчетным путем по формуле (111,9) точки на этом рисунке — экспериментальные данные. Пунктирными линиями (Г, 2 и 5 ) приведены расчетные данные, полученные по приблилсенной формуле (11,6). Эта формула не учитывает деформацию капли за счет ее веса. [c.80] Обнарз жены существенные различия между результатами расчетов по формуле (111,9) и упрощенной формуле (11,6). Краевой угол для капель ртути радиусом 0,5—1 мм (кривые 2, 2 ) на 5— 10% меньше фактических значений. С ростом радиуса капель это различие еще более значительно. Для других случаев (кривые / и 3 и 3 ) также наблюдается подобная закономерность. Это еще раз подтверждает приближенность формулы (11,6). В то же время расчеты по формуле (111,9) неплохо согласуются с экспериментальными данными. [c.81] Вернуться к основной статье