ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные структурные характеристики капиллярнопористых тел из "Теория сушки Издание 2" Под пористой средой обычно понимают твердое тело, содержащее поры. Дать точное геометрическое определение понятия поры достаточно трудно. Обычно под порами понимают пустые промежутки, распределенные в твердом теле. Поры в пористом теле могут быть сообщающимися друг с другом и не сообщающимися. Иногда взаимосообщающуюся часть норового пространства называют эффективным норовым пространством. Этот термин широко применяется в теории фильтрации. [c.27] Следующей усложненной моделью является система капилляров серийного типа [Л. 95]. [c.28] Модельное пористое тело — совокупность зернистых тел правильной геометрической формы (обычно сферической), представляет собой также довольно сложную систему. Реальные влажные материалы являются пористыми телами, которые трудно описать модельным телом. Однако для качественного анализа представляет несомненный интерес рассмотреть основные структурные закономерности таких модельных тел. [c.28] Капилляры правильной геометрической формы мы называем элементарными (цилиндрические, конические капиллярные трубки, капиллярные щели и т. д.). [c.28] Такие капилляры являются моделями капиллярных пор и применяются для анализа поведения жидкости в капиллярнопо истых телах. [c.28] В работе А. П. Порхаева [Л. 65] показано, что это соотношение выполняется достаточно строго при хорошем смачивании ( os0 1), при неполном смачивании высота поднятия жидкости в наклонном капилляре немного меньше, чем это следует из формулы Жюрена. Если капилляр не цилиндрический, а имеет вид узкой щели, то соотношение (1-3-1) остается тем же, но только под величиной г надо понимать ширину щели. [c.28] По аналогии с потенциалом земного поля введем понятие капиллярного потенциала . [c.29] Капиллярным потенциалом будем называть потенциальную энергию поля капиллярных сил, отнесенную к единице массы жидкости [эрг г). [c.29] Для смачивающей жидкоста капиллярный потенциал отрицательный, так как кривизна (1/г ) вогнутой поверхности отрицательна, а для несмачивающей жидкости — положителен (1/г 0). В обоих случаях капиллярный потенциал зависит от коэффициента поверхностного натяжения, радиуса капилляра (г) и свойств поверхности стенок капилляра ( os 0). [c.29] Смачивающая жидкость перемещается от низшего потенциала к высшему (узкий капилляр высасывает жидкость из широкого капилляра), а несмачивающая жидкость — от высшего к низшему. [c.29] Из соотношения (1-3-7) видно, что по мере увеличения высоты поднятия жидкости I радиус кривизны Гг нижнего мениска возрастает (кривизна уменьшается). При / я О радиус кривизны становится равным бесконечности (поверхность мениска плоская) при дальнейшем увеличении I кривизна нижнего мениска (1/г ) сделается величиной положительной, а поверхность выпуклой. Таким образом, по мере увеличения вькоты столбика жидкости нижний мениск из вогнутого становится выпуклым с постепенно уменьшающимся радиусом кривизны (рис. 1-10), вплоть до полного отрыва капли с нижнего конца трубки. [c.31] Трубку будем считать капиллярной, если величина l/Aj 1, т. е. кривизна верхнего и нижнего мениска одинакова. Например, при I = 10 СЛ величиной можно пренебречь (с точностью до 6%), если радиус трубки г sg 10 см и соблюдается условие полного смачивания ( os 0 = 1). [c.31] Таким образом, для пористого тела с размером I = 0 см поры можно считать капиллярными, если радиус их меньше 0,01 мм, а само тело можно считать капиллярнопористым. Как видно из соотношения (1-3-7), понятие капиллярных пор данного тела зависит от его размеров. Если размеры тела увеличить в 10 раз (слой грунта толщиной / = 1 м), то соответственно уменьшаются и капиллярные поры, так как радиус их должен быть г 0,001 мм и т. д. При этом считается, что жидкость в порах может образовать непрерывную трубку высотой в наибольший размер тела. [c.31] Более точное определение капиллярнопористого тела можно дать на основе закономерностей кинетики капиллярного впитывания. В капиллярнопористых телах, для которых влиянием поля тяжести можно пренебречь, скорость капиллярного движения обратно пропорциональна пути движения. [c.31] В капиллярнопористых телах или дисперсных системах при некотором влагосодержании стенки капилляров имеют слой сорбированной жидкости. Эти тонкие слои жидкости на поверхности твердого тела обладают специфическими свойствами. Остановимся на этом несколько подробнее. [c.31] Тело мы считаем капиллярнопористым, а поры капиллярными, если капиллярный потенциал значительно больше потенциала поля тяжести ( т). В этом случае действием силы тяжести на жидкость в капилляре можно пренебречь. [c.32] Большое значение имеет закон распределения пор по радиусу. Если по оси ординат мы будем откладывать объем пор V в единице объема тела, а по оси ординат — радиус капилляра, то получим интегральную кривую распределения пор по радиусу (рис. 1-11, а). [c.33] ИЛИ дифференциальным уравнением объёмной характеристики пор. [c.33] Если на некотором участке от до Га нет пор такого размера, то кривая на этом участке превращается в прямую, параллельную оси абсцисс (см. кривую II, рис. 1-11, а). [c.33] На участке от до для кривой II (г) = О производная равна нулю, поэтому на этом участке дифференциальная кривая распределения пор обрывается и совпадает с осью абсцисс (рис. 1-11, б). [c.33] Вернуться к основной статье