Смачивание и шероховатость

На смачивание твердого тела может влиять шероховатость поверхности, причем чем больше шероховатость, тем резче проявляются свойства поверхности, обуславливающие притяжение или отталкивание воды. Подобное влияние можно объяснить тем, что при 0 < 90° (для гладкой поверхности) жидкость проникает в углубления поверхности подобно тому, как она всасывается в смачиваемые ею капилляры. Понятно, что это улучшает смачивание шероховатой поверхности. Если 0 > 90°, то жидкость но [c.159]

Угол смачивания гладкой поверхности связан с углом смачивания шероховатой поверхности зависимостью [c.301]

Справа от формул указаны индексы фаз, которые присутствуют и в обычном, и в пленочном состоянии. Экспериментальным подтверждением того, что одна и та же трехфазная система может иметь несколько углов смачивания, является гистерезис смачивания — зависимость величины утла смачивания от того, из какого состояния капля пришла к равновесию — от угла большего, чем равновесный, или меньшего (угол натекания и угол оттекания). Другая известная причина гистерезиса смачивания — шероховатость поверхности. [c.566]

АДГЕЗИЯ И СМАЧИВАНИЕ ШЕРОХОВАТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ И ПОРОШКОВ [c.212]

Смачивание шероховатых поверхностей представлено на рис. Vn, 1. Неровности шероховатой поверхности (рис. УП1, 1,а,б) приводят к увеличению площади фактического контакта жидкости с твердым телом по сравнению с гладкой поверхностью (рис. vn, 1,0) в Ra раз. Рост площади фактического контакта приводит к пропорциональному увеличению удельной свободной поверхностной энергии шероховатой поверхности по сравнению с гладкой. [c.212]

Таким образом, в соответствии с условием (VII, 4) для одних и тех же контактирующих тел (жидкость — твердая поверхность) наличие неровностей приводит к уменьшению краевого угла и, следовательно, к улучшению смачивания шероховатых гидрофильных поверхностей по сравнению с гладкими. На гидрофильных поверхностях жидкость легко проникает в углубления поверхности, что обусловливает улучшение смачивания шероховатых поверхностей. [c.213]

Из уравнения (VII, 7) следует, что критическое поверхностное натяжение на шероховатых поверхностях всегда больше критического поверхностного натяжения на гладких поверхностях. Увеличение критического поверхностного натяжения на шероховатых поверхностях означает, что полное смачивание шероховатых поверхностей достигается легче, чем гладких поверхностей. Жидкости, поверхностное натяжение которых находится в диапазоне < [c.214]

Помимо расчетов проводили экспериментальное определение краевого угла. В соответствии с экспериментальными данными гистерезис краевого угла при смачивании шероховатой поверхности парафина метилениодидом составляет 63°, а при смачивании гексадеканом — 40°. Фактические значения угла ф определяются положением периметра контакта жидкости с твердой поверхностью, которое может изменяться (см. рис. VII, 1, а, б). [c.216]

Таким образом, влияние шероховатости на адгезию жидкости можно учесть при помощи коэффициентов Ра и Ра. Влияние этих коэффициентов на краевой угол при смачивании шероховатой поверхности показано на рис. VII, 4 . На рисунке дана зависимость краевого угла на шероховатой поверхности от коэффициентов [c.218]

Кривые 2 я 2 характеризуют изменения наступающего и отступающего краевых углов движущейся капли в зависимости от коэффициента На. Гистерезис значителен только тогда, когда капля копирует шероховатую поверхность. Этому соответствуют значения коэффициента На от 1,0 до точки пересечения кривых 1 и Г. Как только имеет место неполное смачивание шероховатой поверхности, гистерезис, вызванный движением капли, резко снижается. [c.219]

Итак, посредством коэффициентов / д и На можно учесть особенности смачивания шероховатых поверхностей. [c.219]

Числитель и знаменатель (УП, 40) умножим на величину, которая равна изменению площади смачивания шероховатой поверхности [c.225]

Все величины, входящие в уравнение (VII,46), известны. Таким образом, при помощи коэффициента / д, который характеризует изменения площади смачивания шероховатых поверхно- стей (см. 32), по формулам (VII, 39) и [c.226]

Приведенные экспериментальные данные по смачиванию шероховатых поверхностей не соответствуют ранее рассмотренным представлениям (см. 32). При смачивании стеклянных поверхностей сплавом олово — титан вопреки условиям (VII, 4) имеет место [c.284]

При смачивании шероховатых поверхностей можно рассчитать краевой угол по формулам (УП, 11) — (УП, 14) и сопоставить эти расчеты с экспериментом. В результате этого сопоставления получены следующие данные [c.285]

СМАЧИВАНИЕ ШЕРОХОВАТЫХ И ПОРИСТЫХ ПОВЕРХНОСТЕЙ [c.27]

Адгезия и смачивание шероховатых поверхностей имеют ряд особенностей. Причины изменения краевого угла, работы адгезии и критического поверхностного натяжения — наличие выступов на поверхности и площади контакта жидкости с шероховатой поверхностью. Шероховатые смачиваемые поверхности становятся более гидрофильными, а несмачиваемые — более гидрофобными. [c.131]

Один из путей интенсификации работы коалесцирующих фильтров — применение загрузки с развитой поверхностью. Известно, что адгезия и смачивание зависят от шероховатости твердой поверхности. Наличие неровностей приводит к увеличению краевого угла и ухудшению смачивания шероховатых гидрофобных поверхностей водой по сравнению с гладкими. Следовательно, смачиваемость шероховатых гидрофобных поверхностей нефтепродуктами [c.167]

При смачивании шероховатых поверхностей большую роль играет также следующее обстоятельство если жидкость растекается поперек канавок, она не проникает до их дна при 00 > 180° — 2а (см. 1.3 и П.4). В этих условиях внутри канавки, под поверхностью жидкости, остается газ (воздух). Например, для канавок с У-образным поперечным сечением при [c.62]

При смачивании шероховатой поверхности в уравнение (IV. 1) вместо угла 0о нужно вводить равновесный краевой угол 9ш, определяемый уравнением (П.6), а при смачивании неоднородных твердых тел — угол 0г [см. уравнение (П. 8)]. [c.119]

Лиофильность и лиофобность характеризуют способность молекул, находящихся на поверхности, к межмолекулярному взаимодействию с жидкостью. Сильное взаимодействие с жидкостью соответствует лиофильной поверхности слабое взаимодействие — лиофобной поверхности. В случае взаимодействия с водой (наиболее практически важном) говорят о гидрофильности и гидрофобности поверхности. Количественной мерой гидрофильности и гидрофобности может служить энергия взаимодействия воды с поверхностью твердого тела, которую в ряде случаев можно определить по теплоте адсорбции, смачивания и другими способами. Гидрофиль-ность и гид -фо С ность поверхности можно также оценить по величине угла смачивания воды (в). Для предельно гидрофильных поверхностей вода растекается по поверхности в 0°). При полном отсутствии межмолекулярных взаимодействий воды с поверхностью угол смачивания воды составлял бы 156° [51]. Однако, поскольку интенсивность межмолекулярных дисперсионных взаимодействий на границе раздела фаз никогда не равна нулю, экспериментальные значения угла смачивания несколько ниже. Так, максимальный наблюдаемый угол смачивания воды на гладких поверхностях составляет в 120 4- 125°. Для шероховатых поверхностей возможны и более высокие значения угла (вплоть до 180°). Смачивание шероховатых поверхностей определяется, главным образом, не химией, а топографией поверхности. [c.262]

Класс веществ Материал Средняя высота выступов шероховатости, мкм Краевой угол смачивания ф, ° эрг/см [c.47]

Как влияет неоднородность и шероховатость твердых поверхностей на нх смачивание и адгезию [c.31]

Венцель первый указал путь, позволяющий учитывать влияние шероховатости поверхности на ее смачивание жидкостью. Для этого входящие в расчетное уравнение (уравнение Юнга) поверхностные натяжения аг, а и Ст1, з следует умножить на так называемый фактор шероховатости, т. е. на отношение фактической поверхности раздела к поверхности твердого тела, если бы она была гладкой . В результате вместо уравнения Юнга надо написать [c.160]

Выражения (11.6) и (11.7) показывают изменения краевого угла и условий смачивания шероховатой поверхности. В случае гидрофобной поверхности шероховатость ухудшает смачиваьгае, снижает площадь контакта жидких радиоактивных веществ с поверхностью [c.185]

Особенности смачивания шероховатых поверхностей. Смачивание шероховатых поверхностей цо сравнению с гладкими имеет ряд особенностей 46i-465 особенности проявляются в изменении на шероховатых поверхностях основных показателей, характеризующих адгезию и смачивание, к числу которых относятся краевой угол, работа адгезии и критическое поверхностное натяжение. Причиной изменения указанных показателей является наличие выступов на шероховатой поверхности и отличие площади контакта жидкости на шероховатой поверхности по сравнению с гладкой [c.212]

На кривой 1 дана зависимость 0 от коэффициента / д. Точка пересечения кривых 1 м. V соответствует переходу от состояния полного заполнения жидкостью выемов шерохо атой поверхности к частичному. Сравнение кривых 1 1 дает представление о влиянии коэффициентов / д и / д на краевой угол при смачивании шероховатой поверхности 0 . [c.219]

Таким образом, при растекании жидкости перпендикулярно направлению микронеровностей макрокраевой угол зависит от крутизны наклона различных участков твердой поверхности. В результате возникают принципиальные отличия смачивания шероховатых твердых поверхностей по сравнению с идеально гладкими. Прежде всего, наличие шероховатостей приводит к появлению состояний метастабильного равновесия системы. Соответственно статические краевые углы могут существенно отличаться от равновесного краевого угла. Вместе с тем макрокраевые углы на шероховатой поверхности зависят от направления течения жидкости, поскольку положение линии смачивания в состояниях метастабильного равновесия различно при натекании и оттекании. Следовательно, шероховатость представляет одну из основных причин гистерезиса смачивания [75, 76]. Характерно в связи с этим, что при смачивании жидкостей (например, ртути) гистерезис краевых углов практически отсутствует. [c.60]

При анализе смачивания пористых поверхностей целесообразно также проводить сопоставление со смачиванием шероховатых поверхностей. Действительно, из уравнений (11.10) и (11.11) следует, что при хорошем смачивании увеличение пористости приводит к уменьшению равновесного краевого угла, а при плохом— к его увеличению. Таким образом, изменение пористости влияет на равновесный макрокраевой угол так же, как изменение коэффициента шероховатости [если размер микронеровностей достаточно мал и выполняется соотношение (11.6)]. Это сходство обусловлено следующей причиной. При хорошем смачивании жидкость заполняет поры. При этом объем капли на поверхности уменьшается и в результате макрокраевой угол уменьшается. По той же причине (вытекание смачивающей жидкости из капли по [c.71]

Из термодинамики необратимых процессов следует [245], что при квазистационарном течении внешняя сила /ж, действующая на единицу объема слоя, равна х = —дР1дх, где Р = Рпв + Рг — свободная энергия системы / пв — свободная поверхностная энергия р1 — другие компоненты свободной энергии, связанные с влиянием силы тяжести и других внешних факторов. Будем учитывать только изменение свободной поверхностной энергии. Тогда движущая сила растекания Да определяется уравнением (IV. 2). В общем случае при полном смачивании шероховатой твердой поверхности Аа = /С (Отг — СГтж) — СГшг- [c.131]

Следует отметить, что экспериментально определить истинное значение краевого угла смачивания достаточно трудно, а иногда и невозможно. Это связано с тем, что смачивание поверхности сильно зависит даже от следов загрязнений. Смачивание резко изменяется уже при образовании моно-молекулярного слоя, между тем установлено, что толщина граничного слоя воды, например на стекле, достигает 100А и с трудом удаляется даже при нагревании в вакууме при 400-500°С /56/. Больщинство веществ, в том числе металлы, хорошо окисляются даже при контакте с воздухом, и образующиеся окислы резко меняют смачиваемость. На смачивание влияет также шероховатость поверхности, усиливая соответствующую фильность последней. На краевой угол смачивания влияют условия образования поверхности. Так, краевой угол смачивания водой поверхности стеариновой кислоты составляет при охлаждении расплава кислоты в воздухе 85 , тогда как при охлаждении на стекле лишь 47°. На основании всех этих особенностей даже утверждается /43/, что прогноз парафиностойкости поверхности с позиций обычных методов оценки фильности невозможен. [c.101]

В работе [3] показано, что степень шероховатости подложки несущественно сказывается на величине краевого угла смачивания, если средняя высота неровностей рельефа находится в пределах 0,01—0,2 мкм. Поэтому в данной работе достигалась такая чистота поверхности смачиваемого материала, при которой влиянием ее неровностей можно пренебречь. Пластины, ишользуемые в качестве подложки, полировали до чистоты поверхности У9—10, промывали в спирте и п рокал Ивали три температуре 700—900°С. Краевой угол измеряли в интервале температур от плавления меди до перегрева капли на 300°С. [c.140]

I до 125 кДж/кг. Ив смачиваемость твердого тела влияют загрязнен ность поверхности, её шероховатость и особенно адсорбционные явления (см. 22 ). Смачивание играет важную раль в различных природных и технологических процессах. Так,избирательное смачиваниа лежит в основе процесса разделения и обогащения руд методом флотации, при дроблении твердых тел в жидкой среде. Без хорошего смач1шаиия нельзя обеспечить качественную сьарку металлов. Имеются случаи, когда роль смачивания отрицательна. Так,вода, хорошо смачивая горные породы, препятствует проникновению нефти в скважины. Следует учитывать также, что если энергия прилипания жда-кости (нефти) к твердой поверхности (породе) больше энергии [c.13]