Капиллярный потенциал

Все геометрические модели пористого пространства можно классифицировать в зависимости от типа связи между порами. В соответствии с этой классификацией модели могут иметь размерность от нуля до трех [23]. Эти модели могут использоваться для описания явлений переноса в пористых средах и определения коэффициента переноса (эффективных коэффициентов диффузии и теплопроводности, проницаемости и других эффективных характеристик), а также капиллярного потенциала — движущей силы в уравнениях переноса, которая проявляется в условиях гетеро-фазного заполнения объема пор. Капиллярный перенос жидкости частично определяется формой поверхности и областью распространения жидкости в пористой среде кроме того, при наличии в системе капиллярного переноса движущая сила и коэффициент переноса являются функциями реальной геометрии пористого пространства [24]. [c.129]

Таким образом, подобно адсорбционному потенциалу, капиллярный потенциал характеризует дополнительное энергетическое взаимодействие в пористом теле. Однако если величина соответствует силам межмолекулярного взаимодействия структурных элементов матрицы мембран и компонентов газовой смеси, то капиллярный потенциал отражает влияние межмолекулярного взаимодействия между жидкостью и паром при искривленной поверхности раздела. Роль матрицы мембран сводится к формированию участков поверхности определенной кривизны за счет поровой структуры. [c.52]

Капиллярный перенос, столь существенный в процессах сущ-ки, в мембранах не оказывает заметного влияния, поскольку в изотермических условиях при изотропной поровой структуре градиент капиллярного потенциала Ч , определяемый уравнением (2.41), равен нулю, однако капиллярная конденсация сужает сечение пор, снижает свободное сечение для газового потока, что приводит к падению проницаемости мембран. При больших значениях относительного давления Р Ру возникает фильтрационный перенос жидкой фазы под действием общего градиента давления, вычисляемый также по уравнению Козени— Кармана. Поскольку рж>Рг, проницаемость пористых мембран резко возрастает, как это отмечено для диоксида углерода и других веществ при проведении процесса вблизи линии насыщения [3]. [c.64]

Рис. 1-15. Изменение капиллярного потенциала от влагосодержания для тонкозернистого (/) и для глинистого песка (II).

Пользуясь понятием капиллярного потенциала (V. 63), этому выражению можно придать другой вид [c.437]

Для полидисперсных тел скорость впитывания обычно выражают в виде линейной зависимости удельного потока вещества / от градиента избыточного капиллярного потенциала Угри [c.438]

При наличии разности температур на концах заполненного капилляра жидкость движется в направлении понижения температуры. Это связано с тем, что при уменьшении температуры поверхностное натяжение возрастает. Приращение капиллярного потенциала, обусловленное этим фактором, равно [c.438]

Б этом случав капиллярный потенциал больше потенциала поля тяжести и влиянием бил тяжести можно пренебречь по сравнению с капиллярными силами. Тогда молярный перенос влаги осуществляется только под действием капиллярных сил. [c.164]

Использование в качестве капиллярного потенциала величины энергии связи жидкости с материалом (Л) дает возможность измерять функцию распределения жидкости по величинам А. Учитывая [c.247]

Керамические материалы считаются капиллярно-пористыми телами, так как их капиллярный потенциал (определяемый отношением потенциальной энергии капиллярных сил к единице массы жидкости) значительно больше потенциала поля тяжести. [c.39]

Под воздействием температурного градиента влага в виде жидкости перемещается по направлению потока тепла (от горячих мест к холодным) это объясняется термодиффузией, а также тем, что с повышением температуры поверхностное натяжение жидкости и капиллярный потенциал тела уменьшаются. [c.123]

По аналогии с потенциалом земного поля введем понятие капиллярного потенциала . [c.29]

Для цилиндрического капилляра капиллярный потенциал равен [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]

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]

Если капиллярный потенциал сравним с потенциалом поля тяжести, то тело будем называть просто пористым телом. Радиус капилляра или поры будем называть радиусом наибольшей сферы, проведенным в данной точке пространства поры. Обычно поры тела уподобляют системе цилиндрических капилляров, связанных между собой. Более тонкие капилляры впитывают жидкость из более ши- [c.32]

Если считать, что наибольшая высота капиллярного подъема жидкости в таком модельном теле определяется поперечниками узких проходов, то максимальный капиллярный потенциал будет [c.37]

Капиллярный потенциал можно определить экспериментально следующим методом. Если капиллярнопористое тело привести в соприкосновение с жидкостью, то последняя будет подниматься под действием капиллярного потенциала, преодолевая потенциал силы тяжести. В состоянии равновесия капиллярный потенциал тела в любой точке равен потенциалу тяжести == Тп. т = hg. [c.37]

Напомним, что в случае молярного переноса капиллярной жидкости потенциалом влагопереноса является капиллярный потенциал [c.65]

Капиллярный потенциал по определению является отрицательной величиной, и влагоперенос происходит от низшего капиллярного потенциала к высшему капиллярному потенциалу аналогично теплопереносу в области отрицательных температур, определяемых по шкале Цельсия I < 0° С). При влагосодержании и = О капиллярный потенциал максимален Р акс. а при некотором максимальном влагосодержании (влажность намокания) — равен нулю. Следовательно, для капиллярного потенциала постоянная в соотношении (1-5-2) равна произведению максимального капиллярного потенциала на удельную влагоемкость. Если влагоперенос происходит молекулярным путем (избирательная диффузия), то потенциалом переноса является осмотическое давление Р, для которого производная дР ди отрицательна. [c.65]

Потенциал влагопереноса 0 будем считать положительным (5 /50>>О), а постоянную Ь в области малых значений влагосодержания — равной нулю, полагая, что потенциал влагопереноса абсолютно сухого тела равен нулю. В этом случае потенциал переноса капиллярной жидкости будет равен разности между максимальным капиллярным потенциалом акс и капиллярным потенциалом при данном влагосодержании Ч " (0 = акс —Ч ). Градиент потенциала влагопереноса будет равен градиенту капиллярного потенциала с обратным знаком (У0 =—УЧ ). Аналогичная зависимость будет иметь место и для диффузионного переноса жидкости. [c.65]

Обозначим капиллярный потенциал цилиндрического капилляра через [c.406]

Эти экспериментальные закономерности представляют несомненный интерес, так как они указывают на то, что при капиллярном впитывании жидкости ее движение происходит как бы единым фронтом. При движении жидкости происходит изменение капиллярного потенциала в местах расширения и сужения капилляров, что обусловлено изменением кривизны мениска (г ). [c.407]

При нагревании капиллярнопористого тела, содержащего влагу, движение жидкости происходит по направлению потока тепла. Это движение вызывается изменением капиллярного потенциала от температуры, так как коэффициент поверхностного натяжения с повышением температуры уменьшается. [c.411]

Таким образом, перепад капиллярного потенциала прямо пропорционален перепаду температуры, а скорость движения жидкости равна [c.411]

Рис. 10-14. Движение смачивающей жидкости при наличии температурного градиента, вызванное перепадом капиллярного потенциала (а) и расширением защемленного воздуха (б).

В опытах Б. В. Дерягина и М. К. Мельниковой [Л. 13] наблюдались оба эти эффекта. Скорость движения пристеночной жидкости в капилляре радиусом 3—5 10" см оказалась в 2 500 раз меньше скорости движения жидкости, вызванной разностью капиллярного потенциала, в капиллярах радиусом 3—5-10" см (температурный градиент был равен 5 град см). Следовательно, опытные данные подтверждают заключение о незначительности теплового скольжения (термоосмотического эффекта) для макрокапилляров в общем балансе переноса жидкости. В закрытых капиллярах при наличии температурного градиента может иметь место циркуляция жидкости по той же схеме, как и в случае теплового скольжения газа. Вблизи стенок жидкость движется в сторону горячего конца, а в центральных частях — в обратную сторону. [c.412]

Градиент капиллярного потенциала равен [c.417]

Капиллярный потенциал Ч есть функция температуры и влагосодержания тела. Для изотермических условий прямо пропорционален Ум [c.417]

Если влажность тела превышает максимальную гигроскопическую, то макрокапилляры пористого тела частично заполнены водой. В этих условиях движение капиллярной жидкости происходит при перепаде капиллярного потенциала. В отличие от случая капиллярного впитывания жидкости, происходящего при непосредственном соприкосновении тела с жидкостью, капиллярный потенциал определяется здесь неоднозначно. Например, если в пористое тело с однородным составом капилляров (песок) ввести ограниченное количество жидкости, то она заполняет не все тело, а только часть его, при этом влажный участок граничит с сухим. Поведение жидкости в песке очень похоже на ее поведение в элементарном капилляре с ограниченным содержанием жидкости. В обоих случаях капиллярный потенциал равен нулю, так как кривизна менисков по периметру влажного участка одинакова. Для элементарного капилляра имеем [c.418]

Реальная структура пористой матрицы мембраны моделируется системой элементарных капилляров различной геометрической формы, в которых образуются мениски в виде сферы или цилиндра. Для сферы главные радиусы кривизны одинаковы Г = Г2 = г, для цилиндра один из главных радиусов стремится к бесконечности г - оо и поэтому капиллярные давления в порах сферической и цилиндрической форм равны соответственно 2ожг/г и ажт г. Капиллярный потенциал определяется соотношением [9] 1 [c.52]

На рис. 1, а схематически показана гомоген ая капиллярная структура. Фитиль прилегает к стенке тепловой трубы таким образом, чтобы обеспечить хоронтий контакт со стенкой в зоне передачи теплоты. Хороший контакт обеспечивает удовлетворительную теплопередачу ог стенок и к стенкам тепловой трубы. Используются также каналы на стенках (рис. 1, б). Более усовершенствованную структуру представляют собой тонкие экраны (рис. 1, в). Преимущество такой конструкции заключается в том, что уменьшается унос жидкости, текущей в фитиле, паром, который движется из испарителя тепловой трубы к конденсатору. Более важно, что экран может иметь поры малого размера и это позволяет увеличить капиллярный потенциал без существенного увеличения сопротивления в каг1алах. В [196] приведены результаты испытаний тепловых труб с капиллярной структурой, изображенной на рис. 1, б, в, которые показали улучшение. характеристик тепловых труб. [c.109]

I1 вытекает, так как мениск жидкости впсрху капилляра создает капиллярный потенциал, равный и обратн1лй по знаку потенциалу, под действием которого жидкость поднимается в капилляре. [c.90]

Пойятие потенциала 0 суммарно учитывает все потенциалы элементарных переносов массы, которые зависят в основном от температуры и влагосодержания (см. гл. 1). Так, например, капиллярный потенциал переноса включает в себя поверхностное натяжение жидкости, которое зависит от температуры, и среднюю кривизну капилляров, еще не освободившихся от жидкой фазы. В процессе сушки первыми освобождаются от влаги наиболее крупные поры, следовательно, среднее значение радиусов пор, еще заполненных жидкостью, уменьшается по мере снижения влагосодержания влажного материала. Таким образом, потенциал переноса влаги является функцией локальных значений температуры и влагосодержания капиллярно-пористого тела 0(i, и). [c.241]

НОСТИ (влагопроводность), так и благодаря градиенту температуры (тер-мовлагопроводность) [1,9—12]. При сушке с обогревом возникают градиенты температур (табл. 1), направленные от поверхности сушимого слоя к монолиту. При радиационно-конвективной сушке влагосодержание перераспределяется как в холодную сторону под действием температурного градиента, так и в горячую — под действием градиента влажности. Термокапиллярный поток [11] интенсифицирует процесс обезвоживания 20-мм слоя, под действием которого часть влаги поступала в верхние слои нодстилаюшей залежи (кривые /, рис. 1). В слое толщиной 40 мм за тот же период сушки (кривые /, рис. 2) термовлаго-проводность препятствует осушению транзитных слоев, компенсируя поток влаги под действием капиллярного потенциала и частично увлажняя нижние слои образца. За радиационно-конвективный период сушки количество влаги, ушедшей из сушимого слоя в монолит в результате термовлагопроводности, соответствует заштрихованной площади на графиках 1, 2, рис. 1, 2. Это вызвало унос метки в верхние слои монолита [c.386]

При движении жидкости по капиллярам капиллярное давление можно рассматривать как капиллярный потенциал фк, а разность A v — как движушую силу переноса жидкости по капиллярам [c.108]

На рис. 1-15 приведена кривая изменения капиллярного потенциала от влагосодержания для тонкозернистого песка (песчаная колонна была предварительно смочена) по данным С. М. Проскурникова [Л. 68] и для монолита тонких глинистых песков — по данным И. С. Васильева [Л. 3]. Рисунок 1-15 показывает, что капиллярный потенциал увеличивается с уменьшением влагосодержания. При максимальном влагосодержании тела (Л = 0) этот потенциал равен нулю. Жидкость перемещается от низшего капиллярного потенциала к высшему аналогично передаче тепла в области отрицательных температур, если температура измеряется градусами Цельсия. При малых влагосо-держаниях капиллярный потенциал резко увеличивается, что соответствует особому состоянию капиллярной жидкости, для которой капиллярный потенциал перестает быть характеристикой переноса жидкости (область связанной жидкости). [c.38]

В отличие от тела поликапиллярной структуры тело монокапиллярной структуры имеет постоянный капиллярный потенциал F , определяемый из опыта. [c.417]

Для пористого тела с поликапиллярной структурой поток жидкости прямо пропорционален градиенту капиллярного потенциала V F [c.417]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология