Механизм растекания на жидкостях

Явление смачивания, приводящее к формированию краевого угла между жидкостью и твердой подложкой, лежит в основе механизмов, определяющих равновесие и кинетику влаги в пористых телах. Величина равновесного краевого угла 0о определяется полем поверхностных сил и энергией взаимодействия жидкости с твердой подложкой. Слабое взаимодействие ведет к несмачиванию, сильное —приводит к растеканию жидкости по поверхности, ее полному смачиванию. [c.210]

Скорость изменения г при вязкостном механизме растекания связана с толщиной слоя жидкости d и плотностью р, а также по аналогии с выражениями (115) и (116)-с а [c.131]

Механизм растекания на твердых телах отличается от механизма растекания на поверхностях жидкостей, для которых характерна молекулярная подвижность. На твердых поверхностях жидкости растекаются в результате диффузии, капил.чяр-ности, летучести жидкости и по други.м причинам. Условия растекания остаются теми же. [c.94]

Растекание жидкости по твердым телам и смачивание во многих случаях приводят к образованию устойчивых тонких пленок, находящихся в равновесии с объемной фазой [4]. Механизм растекания даже при отсутствии осложняющих явлений (испарение, растворение в твердом теле, химическая реакция) сложен. Растекание может обусловливаться движущей силой, связанной с поверхностными явлениями и вязким сопротивлением жидкости [1, 3]. Один из предельных механизмов растекания жидкости связан с молекулярной поверхностной диффузией [1]. [c.51]

Основные положения о смачивании будут использованы при рассмотрении механизма растекания жидкостей при пеногашении. [c.144]

При нулевом краевом угле жидкость будет смачивать твердую поверхность, а при угле, превышающем 90°, она стремится уйти с поверхности или собраться в более или менее сферическую каплю. Такую поверхность называют гидрофобной, если речь идет о контакте поверхности с водой. Чтобы улучшить растекание жидкости, необходимо уменьшить ее поверхностное натяжение, что проще всего достигается введением в жидкую фазу поверхностно-активных веществ (ПАВ), которые легко адсорбируются на поверхности раздела жидкость — твердое тело и жидкость — воздух. По-видимому, именно присутствие естественных ПАВ в топливах и масляных дистиллятах обеспечивает хорошую смачиваемость ими металлических деталей двигателей и механизмов. Особенно хорошо смачивают металл смазочные масла, содержащие полярные функциональные присадки. [c.191]

Во многих технологических процессах важно регулировать скорость растекания жидкостей по поверхности твердых тел. Для этой цели применяются разнообразные методы освещение, электрическая поляризация, ультразвуковые колебания, растворение в жидкости или извлечение из нее поверхностно-активных веществ и т. д. Влияние этих воздействий может быть различным в зависимости от природы жидкости, твердого тела и окружающей среды, а также от режима и механизма растекания. Ниже в основном рассматриваются методы управления растеканием при вязком режиме течения в условиях полного смачивания. [c.151]

Для определения толщин слоев о, 1, 2 воспользуемся условиями постоянства расходов твердого и жидкого компонентов J и /2. Чтобы получить третье уравнение, рассмотрим механизм изменения толщины Зд. Она изменяется за счет коллективного осаждения твердых частиц, лежащих на границе раздела жидкость—твердое со скоростью коллективного осаждения гу и за счет растекания жидкости по поверхности ротора со скоростью Уог ( о)-Итак, для определения величин 01 81, 2 имеем три уравнения [c.193]

Современные представления о механизме растекания в общем виде люгут быть сформулированы следующим образом каждая органическая жидкость или любая другая жидкость с низкой свободной поверхностной энергией при обычных температурах всегда хорошо растекается на гладких, чистых поверхностях высокой энергии, если только адсорбционный слой на твердом теле не образует поверхности низкой энергии с критическим поверхностным натяжением смачивания, меньшим, чем поверхностное натяжение жидкости. Вследствие резко выраженного локального характера сил взаимодействия между атомами твердой поверхности и молекулами органической жидкости, а также между молекулами самой жидкости монослой адсорбированных молекул всегда превращает исходную твердую поверхность в поверхность низкой энергии, обладающую такой же смачиваемостью, как и сплошное тело того же поверхностного состава. [c.291]

Механизм растекания на жидкостях. Энергетические условия растекания на твёрдых поверхностях те же, что и на жидкостях, но механизм растекания в этих двух случаях совершенно различен. [c.278]

О механизме растекания на жидкостях можно судить по экспериментам, впервые подробно описанным Осборном Рейнольдсом. Он обнаружил, что при растекании масла по запылённой поверхности воды пыль остаётся неподвижной до тех пор, пока до неё не доходит край растекающегося масла, отгоняющий её в виде постепенно нагромождаемой грядки. По этому поводу он пишет Создаётся впечатление, что пыль отгоняется маслом, как будто оно растекается под действием какой-то присущей ему силы , и добавляет в действительности же масло растекается вследствие сокращения запылённой поверхности чистой воды . Далее он называет это явление весьма неожиданным , так как по аналогии с другими гидродина-, мическими явлениями следовало бы ожидать, что сокращение запылённой поверхности воды будет происходить сразу на значительной площади, а не у периметра масла. [c.278]

Скорость растекания жидкости по плоской поверхности твердого тела обычно невелика. Если жидкость летуча, то растекание может произойти через парообразную фазу. Обычно же оно происходит путем механизма двухмерной диффузии. Растекание жидкости между двумя твердыми поверхностями или по шероховатой поверхности происходит быстрее вследствие капиллярного эффекта. Последний заключается в том, что необходимость установления определенного краевого угла вызывает искривление поверхности, которое, в свою очередь, создает разность давлений, заставляющую массу жидкости перемещаться в направлении вогнутой стороны поверхности. [c.257]

МЕХАНИЗМ РАСТЕКАНИЯ НА ЖИДКОСТЯХ 279 [c.279]

Значительно возрос в последние годы интерес к изучению кинетических закономерностей смачивания, т. е. к изучению процесса растекания жидкостей по поверхности твердых тел. Эти исследования важны для выявления молекулярного механизма смачивания. Вместе с тем они имеют и большое прикладное значение, так как скорость многих процессов взаимодействия между жидкостью и твердым телом определяется именно скоростью смачивания. Например, при разрушении твердых тел в присутствии поверхностноактивных жидких сред (при проявлении открытого П. А. Ребиндером эффекта адсорбционного понижения прочности твердых тел) скорость распространения разрушающих трещин часто зависит от скорости растекания жидкости вдоль стенок трещины. Число работ, посвященных исследованию растекания жидкостей по поверхности твердых тел, особенно резко возросло за последние 8—10 лет, что. [c.9]

Поскольку оценка этих величин обычно сопряжена с большими трудностями, вопрос о проницаемости той или иной породы по данному механизму может быть решен либо в прямом эксперименте, либо на основе косвенных критериев. Так, если считать, что межзеренная энергия в ионно-ковалентных кристаллах в грубом приближении равна половине поверхностной, то комбинация соотношений Гиббса — Смита и Гриффитса приводит к выводу, что проникать в поликристаллы могут жидкости, снижающие их прочность не менее, чем вдвое. С учетом уравнения Юнга легко показать, что межзеренная пропитка наиболее вероятна в системах, в которых наблюдается полное растекание по свободной поверхности. Отсюда ясно, что при обычной температуре межзеренное проникновение воды и водных растворов должно быть свойственно породам типа калийных и натриевых солей. [c.99]

Зо всех случаях при малых скоростях растекания (менее 1 см/с) уравнение (IV. 8) выполняется весьма удовлетворительно (рис. IV. 3 и рис. IV. 4). При более высоких скоростях зависимость ( os 0д — os 0о) =/(Ig и) остается линейной, но угол наклона резко возрастает. Излом прямых рис. IV. 4 указывает на переход к другому механизму растекания. Предполагается, что при этих скоростях на твердой поверхности появляется тонкий слой жидкости, опережающий основной фронт при этом tg 0д = [c.124]

Таким образом, в случае невязких жидкостей искусственные возмущения растекаются быстрее, чем сгорают, тогда как в случае высоковязких ситуация обратная. Отсюда следует различный механизм разрушения искусственного возмущения в докритической области растекание у невязких и выгорание у высоковязких жидкостей. [c.212]

Тогда при г=К Ар- 00. Это означает, что на заключительных стадиях растекания перемещение жидкости по механизму вязкого течения весьма затруднено и это необходимо учитывать при выборе технологических параметров процесса формирования макроскопического контакта. [c.136]

Следует отметить, что соотношение вида со t может описЫ вать не только инерционный режим растекания, но и некоторые случаи вязкого течения. Поэтому для выяснения механизма течения нужно учитывать и другие особенности. Для инерционного режима характерна кратковременность (доли секунды), тогда как вязкое растекание продолжается обычно значительно дольше. Особенно важно в этом плане влияние вязкости. В инерционном режиме вязкость жидкости, в соответствии с уравнением (IV. 9), не влияет на скорость смачивания. Действительно, данные табл. IV. 2 [c.127]

Удельная адсорбция впереди линии смачивания тем больше, чем больше отношение скоростей поверхностной диффузии и растекания. При больших скоростях растекания это отношение мало, и поэтому движущая сила растекания Да практически не зависит от поверхностной диффузии [250]. При повышении температуры резко возрастает коэффициент поверхностной диффузии, что может вызвать значительное уменьшение движущей силы растекания, и при Да О жидкость будет распространяться не путем течения фазового слоя жидкости, а по механизму поверхностной диффузии. Такая смена механизмов распространения при повышении температуры наблюдалась, например, при контакте жидкого галлия с серебром [246]. [c.140]

Рассмотрим теперь другой механизм влияния ПАВ на растекание. При контакте предельных и ароматических углеводородов, а также некоторых жидких полимеров с нержавеющей сталью жидкости, тщательно очищенные от примесей, не растекаются совсем или растекаются очень медленно. Однако при растворении веществ, имеющих более высокую летучесть, чем основная жидкость, происходит быстрое растекание (рис. V. 17) [185]. [c.204]

Эпилам эфрен многоразового действия (раствор перфторполиэфиркислоты 6 МФР-180 в смеси фреонов 112 и 113). Св подвижная прозрачная жидкость без механических примесей краевой угол капли масла МБП-12 45°. ОП предотвращает растекание и эакритическое смещение масел в опорах часовых механизмов, работающих при температурах от —70 до 150°С. [c.290]

Анализ выражения (240) показывает, что вязкое растекание возможно также и при некотором постоянном значении 0 . Однако этот процесс маскируется диффузионным механизмом распространения фронта жидкости, поскольку [c.132]

В ранних работах, посвященных изучению механизма разрушения пен, пеногашение очень часто связывали со способностью пеногасителя растекаться по поверхности раздела раствор — воздух. Ниже показано, насколько правомерным оказывается этот механизм в различных условиях пеногашения. Здесь же рассмотрен процесс растекания капли жидкости по поверхности другой жидкости с термодинамических позиций. [c.226]

Из соотношения ДИ/жг = Ди тж os v следует, что при растекании капли с краевым углом v= 180° (состояние несмачиваемости) и переходе к состоянию, характеризуемому краевым углом г) = 90°, свободная поверхность капли в контакте с газовой средой уменьшается (ожг<0), жидкая пленка при этом сокращается. При переходе через t> = 90° изменение ДИ жг равно нулю. При ij<90° растекание сопровождается увеличением поверхности жидкости в контакте с газом (ДИ жг> 0), жидкая поверхностная пленка как бы растягивается. Следовательно, краевой угол ij = 90° при смачивании поверхности твердого тела жидкой каплей разделяет два процесса, отличаюш.ихся по своему механизму, что дает некоторое основание для использования термина хорошее смачивание или смачиваемость при v 90° и термина плохое смачивание или несмачивание при 90°. [c.48]

Теоретические основы растекания жидкости по полислойно-диффузионному механизму. Ю. в. М и н а е в, Б. А. И к с а н о в, А. А. Ж у х о в и ц к и й. Физическая химия конденсированных фаз, сверхтвердых материалов и их границ раздела. Наукова думка , К-, 1975, с. 51—55. [c.223]

В процессе изготовления изделий уже могут образоваться поверхностные субмикродефекты, которые при действии жидкой среды развиваются в разрушающие трещины. Поверхностные дефекты в случае воздействия среды, естественно, оказываются более опасными, чем внутренние, в которые среда в начальный период времени не проникает. Механизм разрушения по макродефектам близок к хрупкому. Такой механизм предопределяет значительное влияние скорости проникания жидкости в субмикро- и микротрещины к локальным местам разрушения материала в результате растекания жидкости или ее поверхностной диффузии. Объемная диффузия может оказывать влияние, по-видимому, только в случае действия достаточно сильных растворяющих агентов. [c.150]

К первой группе относятся вещества, поверхностно-активные на границе жидкость — газ и прежде всего на границе вода — воздух, но не образующие коллоидных фаз (структур) ни в объеме, ни в адсорбционных слоях и являющиеся низкомолекулярньши веществами, истинно растворимыми в воде. Таковы низшие и средние гомологи поверхностно-активных гомологических рядов (например, спирты). Все они в виде добавок к воде являются слабыми смачивателями понижая поверхностное натяжение воды (при 20° С от 72,8 до 50—30 эрг X Хсм ), они облегчают ее растекание по плохо смачиваемым гидрофобным поверхностям, в результате чего образуется тонкая пленка. Эти поверхностно-активные вещества всегда являются также слабыми пенообразователями. Они повышают устойчивость свободных (двухсторонних) жидких пленок в пене путем так называемого эффекта Маранго-ни — Гиббса (местные разности поверхностного натяжения). Вследствие растяжения адсорбционного слоя при вытекании жидкости из пленки поверхностно-активные вещества препятствуют этому вытеканию и увеличивают время существования пленки до разрыва до нескольких десятков секунд. Вещества первой группы (по механизму их действия) типа терпинеола широко применяются в качестве вспепивателей при флотации. Во флотационных процессах пена должна быть неустойчивой, легко разрушающейся, иначе избирательность флотации резко снижается и процессом нельзя управлять (стойкость пены даже при слабом вспенивателе всегда повышена вследствие минерализации флотируемыми частицами, прилипающими к пузырькам и выносимыми с ними в пену). [c.66]

Другой, термодинамический подход дал возможность решить эту проблему в обш,ем виде без учета специфики силовых полей межмолекулярного взаимодействия и связанных с ней особенностей механизма рассматриваемого явления. Хорошим импульсом для развития исследований в этом направлении послужила классическая работа Дж. Уилларда Гиббса . Таким образом, у Фершафелта , Гуггенгейма , а позже и других исследователей появился мощный термодинамический аппарат, пригодный для описания поведения поверхностных слоев фаз и происходящих в них явлений. Этот подход оказался особенно плодотворным при исследовании свойств границ раздела жидкость—пар и жидкость—жидкость, так как для этих систем имелись методы прямого экспериментального определения величин свободной поверхностной энергии на границе жидкость—насыщенный пар и на границе жидкость—жидкость). До сих пор существуют серьезные трудности в измерении свободной поверхностной энергии (у5к°) на границе твердого тела с паром и УsL на границе твердого тела с жидкостью. В соответствии с этим термодинамическое описание процессов растекания жидкостей и смачивания твердых тел пока еще имеет довольно ограниченное применение. Тем не менее, поскольку полученные соот1Юшения являются основой для понимания явлений "смачивания, растекания и адгезии, целесообразно нх здесь кратко рассмотреть. [c.277]

Аналогичное снижение долговечности с уве.личением равновесного набухания в ряду жидкостей силиконовое масло—V этанол—>-ацетон гептан наблюдалось для полипропилена Влияние скорости набухания на разрушение при малых напряжениях, а также характер связи с поверхностным натяжением заставляют предположить, что и в области малых напряжений существенную роль в разрушении играют явления диффузии Учитывая хрупкий или псев-дохрупкий характер - разрушения жестких полимеров с образованием субмикротрещин, которые развиваются в результате действия напряжения и диффузии среды, а также возможные механизмы продвижения жидкости (путем капиллярного течения, растекания, поверхностной и объемной диффузии), Манин показал, что долговечность является функцией вязкости жидкости и поверхностной энергии жидкости и полимера [c.76]

При сближении двух поверхностей на пленку действуют дополнительные силы растяжения связаны с механикой растекания жидкости из узкого зазора. Эти силы растяжения естественно в первую очередь сказывается па пленках в зазоре между лнофобнымн поверхностями, т.к. эта пленка и так уже достаточно сильно растянута до предела своей прочности. Поэтому именно между лиофобными поверхностями эта пленка и разрывается и эти поверхности соединяются друг с другом. Их соединению благоприятствует то, что клетка слабо приклеена к лиофобпым поверхностям, а если эти поверхности окружены лнофильнымп поверхностями, то края пленки притягиваются к пим, как бы стягивая с усилием плепку с лиофобных поверхностей. Причем это стягивание служит механизмом как бы присасывания двух лиофобных поверхностей друг к другу. Т.е. сначала пленка между лиофобными поверхностями легко разрывается, способствуя просто соединению этих поверхностей, а затем к этому подключается дополнительно еще механизм присасывания поверхностей за счет притягивания молекул воды со стороны окружающих лиофильных поверхностей. На [c.371]

Классификация ПАВ и их применение [7]. По механизму действия на поверхностные свойства растворов ПАВ следует разделить на четыре группы. К первой группе относятся вещества, поверхностно-активные на границе жидкость — газ и прежде всего на границе вода —воздух, но не образующие коллоидных частиц ни в объеме, ни в поверхностном слое. Такими ПАВ являются низкомолекулярные истинно растворимые в воде вещества, например низшие члены гомологических рядов спиртов, кислот и т. п. Понижая поверхностное натяжение воды до 50—30 эрг1см , они облегчают ее растекание по плохо смачиваемым гидрофобным поверхностям в тонкую пленку. Эти вещества также слабые пенообразователи, повышающие устойчивость свободных двусторонних жидких пленок в пене. Поэтому ПАВ первой группы нашли применение во флотационных процессах, в которых пена должна быть неустойчивой, легко разрушающейся. Наиболее широкое применение ПАВ этой группы получили (В качестве пе-ногасителей, резко снижающих устойчивость пены. Пеногасители приобрели значение во всех процессах, где возникновение устойчивых пен нарушает или затрудняет ход процесса, например в т1аровых котлах высокого давления, в промывочных растворах применяющихся в глубоком бурении скважин и др. [c.34]

Эпиламы — жидкости для обработки деталей часовых механизмов с целью предотвращения растекания смазочных масел (ВТУ НИИЧаспрома) [c.766]

В табл. 12. 33 приведены показатели качества эпилам — жидкостей, применяемых для обработки деталей приборов и часовых механизмов с целью предотвращения растекания масел и смазок из узлов трения. [c.766]

Влияние освещения было обнаружено на примере роста скорости растекания спиртов и эфиров по поверхности германия, кремния, титана и сурьмы. Соответствующие кинетические зависимости имеют линейный характер в координатах —т, хотя в обычных условиях имеет место квадратичный закон х =ах. Изучение природы этого эффекта, получившего название фотокапиллярного, позволило установить его независимость от свойств растекающейся жидкости. Эффективное влияние освещения интенсивностью (I—4)>10 лк связывают с изменением поверхностного заряда и прогибом зон на поверхности субстрата, приводящими к повышению поверхностной энергии как к предпосылке роста адгезионной способности. При этом наблюдается увеличение движущей силы растекания [см. выражение (4)] за счет реализации известного механизма формирования адсорбционной пленки перед фронтом растекающейся жидкости. Особый интерес представляет переход к интенсивному ультрафиолетовому освещению (для полиэтилена оптимум длины волны облучения составляет 350 нм), одновременно способствующему удалению слабых граничных слоев. В ряде случаев мощное освещение способно обеспечить растекание в системах, в которых ранее оно не наблюдалось. Подобный подход нашел применение при склеивании металлов со стеклом. [c.39]

Из рассмотренной модели следует, что примеси, которые имеют более высокое поверхностное натяжение и более высокую летучесть, могут предотвратить растекание основной жидкости, поскольку при испарении таких веществ поверхностное натяжение первичного слоя будет ниже, чем у вторичного. Например, растекание неочищенного скволапа задерживается на несколько суток растворением 5% изопропилбифенила. Добавление небольшого количества метилфенилсилоксана к полиметилсилоксану задерживает его растекание на несколько недель (до полного испарения присадки). Такие задержки растекания имеют большое прикладное значение благодаря им можно обеспечить присутствие смазочных жидкостей в узлах трения различных механизмов и приборов в течение длительного времени при хорошем растекании смазки быстро вытекают из этих узлов [34, 185]. [c.204]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология