Краевой угол скорости жидкости

На рис. 4.2 показаны зависимости глубины пропитки торфа растворами ПАВ от времени. Линейность графиков /г(Ут) в начальный период свидетельствует о том, что в ходе пропитки остаются постоянными значения поверхностного натяжения на границе жидкость — газ, вязкость смачивающей жидкости, краевой угол и эффективный радиус пор в торфе. Скорость же процесса, характеризуемая величиной коэффициента впитывания К, интенсивно возрастает с увеличением концентрации растворов АПАВ и НПАВ. Однако этот рост прекращается при концентрации растворов АПАВ и НПАВ, близкой к выходу на плато изотерм адсорбции (С=1—2%) [227]. Кроме того, следует также обратить внимание на отклонение от линейности графиков Л(Ут) с течением времени. Это явление, связанное с адсорбцией [c.70]

Мерилом смачиваемости твердых частиц служит краевой угол смачивания в, образующийся при соприкосновении с поверхностью минерала капли воды или пузырька воздуха в водной среде, отсчитываемый в сторону воды. Прочность прилипания возрастает с увеличением краевого угла смачивания. У блестящих и матовых ингредиентов угля они различны и, следовательно, флотируемость блестящих и матовых ингредиентов различна. Чтобы усилить различия в смачиваемости частиц угля и отходов обогащения, а также чтобы повысить устойчивость пены, изменить углы смачивания блестящих и матовых ингредиентов в пульпу вводят специальные флотационные реагенты (органические масла и электролиты). По назначению их в технологии флотации флотореагенты можно разделить на следующие группы собиратели-реагенты, адсорбируемые поверхностью твердых частиц вспениватели-реагенты, концентрирующиеся на границе фаз газ—жидкость регуляторы среды - вещества, определяющие pH пульпы. Последние применяют редко. Основное значение в процессах флотации имеют собиратели и вспениватели. Действие собирателей заключается в увеличении скорости и прочности прилипания частиц угля к пузырькам воздуха. На коксохимических углеобогатительных ф абриках чаще всего применяют тракторный или сульфированный керосин (1,0-1,5 кг/т) или [c.36]

Имеющийся внутри капиллярно-пористого материала градиент температуры изменяет величину капиллярного давления у менисков, ограничивающих конденсированную фазу внутри капилляра. С той стороны, где температура границы раздела жидкой и паровой фаз меньше, поверхностное натяжение возрастает и сила капиллярного давления увеличивается, что перемещает жидкость в направлении потока теплоты со средней скоростью ш, значение которой может быть оценено по соотношению АГ, где 0 — краевой угол смачивания [c.48]

Свободная поверхность жидкости в капиллярных сосудах, обработанных раствором кремнийорганического соединения, существенно сокращается за счет спрямления мениска (краевой угол на гидрофобизованной поверхности равен 90—110°, тогда. как на обычном стекле он практически равен 0°, что видно из рис. 2). Вследствие этого заметно снижается скорость испарения из таких сосудов. [c.13]

Схема движения водонефтяного контакта в капилляре при 0 < 90° приведена на рис. X, 2, а. Если, скорость движения такова, что вода смачивает стенки капилляра и краевой угол меньше 90°, то избыточное капиллярное давление 2а соз/г будет способствовать движению жидкости Случай, изображенный на рис. X, 2, а, имеет место при относительно небольших скоростях вытеснения и характеризует полное вытеснение нефти с гидрофильных стенок породы. [c.323]

Наконец, к причинам задержки в достижении равновесия при смачивании следует отнести растворение или сорбцию молекул твердого тела смачивающей жидкостью, приводящее к понижению ее поверхностного натяжения и, следовательно, краевого угла. Растворение состоит из двух процессов — непосредственного взаимодействия твердой поверхности со смачивающей жидкостью и диффузии продуктов растворения от поверхности через покрывающую ее пленку насыщенного раствора скорость растворения определяется вторым процессом. Равновесный краевой угол устанавливается лишь тогда, когда растворение заканчивается, т. е. когда смачивающая жидкость становится насыщенным раствором с постоянным поверхностным натяжением. Поэтому при вычислении напряжения смачивания, или работы адгезии, под Ож-т следует подразумевать поверхностное натяжение не смачивающей жидкости, а насыщенного раствора смачиваемого в ней вещества. Этим фактом нельзя пренебречь, поскольку все считающиеся нерастворимыми в воде поверхностно-активные вещества сильно понижают ее поверхностное натяжение, растворяясь в крайне незначительных концентрациях. Так, цетиловый спирт, растворимость которого в воде практически равна нулю, при контакте с водой понижает ее поверхностное натяжение на 50%. [c.14]

Если мы рассмотрим смещение границы смачивания при движении подложки над смачивающей жидкостью со скоростью V (рис. 48), то установим, что при малых значениях и кинетический краевой угол близок к нулю и при этом наблюдается совершенное смачивание Ч Когда скорость подложки возрастает, то мениск начинает деформироваться и крае- [c.148]

На перемещение жидкостей по твердым поверхностям влияет чистота их обработки и сопутствующая резанию вибрация детали и инструмента. В результате непрерывного появления на поверхности металла в процессе резания рисок и капилляров течение жидкости ускоряется. Наличие шероховатостей увеличивает краевой угол смачивания, если поверхность капли пересекается с плоскостью микрорельефа под углом более 90°, но уменьшает его, если этот угол меньше 90° [53]. Вибрация с ультразвуковой частотой способствует увеличению скорости движения жидкости по капиллярам в десятки раз [111]. [c.76]

К—постоянная величина для данного разбрызгивания, зависящая от размера капель и скорости удара одь—поверхностное натяжение на границе воздух/жидкость 0д—максимальный краевой угол смачивания [c.76]

Смачивание минерала водой на грани с воздухом всегда положительно. Различие между минералами сводится главным образом к разной скорости смачивания их водой и по этому признаку они делятся на гидрофильные и гидрофобные. Гидрофильные минералы хорошо смачиваются водой в присутствии воздуха или неполярных жидкостей, как, например, керосина. Их краевой угол 0=90°, полная смачиваемость водой отвечает краевому углу 0=0. Как правило, гидрофильные вещества имеют ионную кристаллическую решетку. К ним относятся минералы, составляющие пустую породу, например кварц, кальцит, большая часть силикатов, окисленные минералы и т. д. Гидрофобные вещества в присутствии воздуха или углеводородных реагентов плохо смачиваются водой. Их краевой угол 0>9О°. Полная несмачиваемость водой отвечает краевому углу 0= 180°. Гидрофобные вещества имеют гомеополярную атом-, ную или металлическую кристаллическую решетку. К ним относятся графит, угли, сера, самородные металлы и т. д. [c.32]

Рассмотрим вначале наиболее простой случай. Пусть чистая жидкость смачивает твердое тело равновесный краевой угол 0о < С 90°. Пусть растворение ПАВ в жидкости приводит только к уменьшению ее поверхностного натяжения на границе с воздухом, которое далее остается постоянным. Тогда движущая сила растекания возрастет и скорость растекания увеличится. [c.198]

Для измерения угла смачивания, образующегося на границе различных сред при движении раздела фаз, предложено много методов. Например, измеряют краевой угол смачивания, образуемый поверхностью жидкости и погруженной в нее наклонной пластинкой минерала во время опускания или поднятия последней с соответствующей скоростью. При другом способе измеряются краевые углы натекания и оттекания, образуемые каплей жидкости на наклонной твердой поверхности. Существует метод, при котором динамика изменения угла смачивания создается путем отсасывания капиллярной пипеткой нефти или воды из капли. С уменьшением объема капли нефти образуется наступающий угол смачивания, при увеличении ее - отступающий. Наконец, углы смачивания в динамике можно измерить при медленном движении мениска в капилляре. Все упомянутые методы измерения кинетических углов избира- [c.174]

Смачивание твердого вещества жидкостью определяется величиной краевого угла контакта 0 между поверхностью твердого вещества и пузырьком газа (рис. 30). Если 0 = О, то твердое тело смачивается водой и адгезия его с воздухом невозможна. Если 0 = 180°, то твердое тело не смачивается, а контакт его с воздухом максимален. На практике этот случай не встречается, наибольший угол 0 = = 110° наблюдается при смачивании ртути. Все обычные примеси воды дают 0 между О и 1 Ю°, и чем этот угол больше, тем адгезия выше. В реальных системах на смачиваемость большое влияние оказывает не только природа частиц, но и их форма. Максимальная скорость подъема комплекса вычисляется, как и в случае осаждения, по формуле (58), в которой за величину d принимается диаметр комплекса, а за O, — удельная масса комплекса. Действие факторов d, oq, бд,, / и формы частиц аналогично их действию в случае седиментации. [c.136]

Если скорость и уменьшается, то в соответствии с уравнением (VIII.4) Аоо падает и может достигнуть значений, при которых под влиянием тех или иных сил притяжения между поверхностями, ограничивающими слой воздуха, последний потеряет свою устойчивость и на отдельных его участках будет происходить локальное смачивание. В результате при обратном выходе из контакта с жидкостью в кювете часть поверхности подложки окажется смоченной, часть же, если краевой угол растекания жидкости по подложке не равен нулю, останется сухой. [c.152]

Краевой угол между черной пленкой и углеводородной линзой, строго говоря, не является равновесным вследствие возможного изменения межфазного натяжения, вызванного кривизной линзочки, и возможного вытекания жидкости из линзочки. Анализ показывает, что влияние неравно-весности должно быть ничтожным. Действительно, межфазное натяжение заметно изменяется только при радиусах кривизны 10 — 10 см [116], в то время как линзочки но размеру обычно более 20—25 мк скорость вытекания через черную пленку очень мала и может создать разницу в натяжении не более 10 дин см, что подтверждается экспериментально. [c.84]

На основании изложенных в разделе IV. 1 соображений можно утверждать, что долговечность напряженного полимерного образца в активной жидкой среде при хрупком или псевдохрупком разрушении будет определяться двумя факторами продвижением среды к вершине трещины и разрушением материала в вершине трещины в присутствии среды. Скорости этих процессов, по-видимому, должны различаться для двух групп жидкостей. хорошо смачивающих и не смачивающих поверхность полимера. Если обозначить краевой угол смачивания 0, то, как известно, для жидкостей, смачивающих поверхность, os 0 > О, для несмачивающих os 0 < 0. [c.151]

Причина гистерезиса краевого угла до сих пор неясна. На первый взгляд создаётся впечатление о существовании фрикционного сопротивления движению периметра смачивания по твёрдой поверхности. Иногда, по истечении достаточного промежутка времени, жидкость принимает равновесный, устойчивый краевой угол, имеющий одинаковое значение после натекания и оттекания. Аблетт считал, что он равен среднему арифметическому углов натекания и оттекания с одинаковой скоростью. Гораздо чаще, однако, периметр смачивания сохраняет постоянное отставание с разностью между краевыми углами в наступавшей и отступавшей областей периметра, достигающей 40° и даже выше. [c.239]

Более сложный метод цилиндра , предложенный Аблеттом , основан, по существу, на том же принципе. Тщательно выточенный из исследуемого материала цилиндр частично погружается в жидкость в горизонтальном положении. Установка должна быть снабжена приспособлением для вращения цилиндра вокруг его горизонтальной оси с любой заданной скоростью. Уровень жидкости регулируется с таким расчётом, чтобы при заданной скорости вращения, а следовательно и натекания или оттекания жидкости, её поверхность оставалась строго горизонтальной вплоть до периметра смачивания. Краевой угол легко вычислить зная высоту оси цилиндра относительно уровня жидкости. При больших краевых углах точность этого метода выше, чем при малых. Установка должна быть снабжена приспособлением для очистки или частого обновления поверхности жидкости. [c.242]

Так как процесс полива характеризуется в отличие от явлений статического смачивания значительной скоростью перемещения мениска по отношению к входящему в поливную кювету участку основы, то в нем мы можем изучать явления кинетического смачивания в функции скорости движения наступающего мениска (или периметра смачивания). Хотя в физикохимической литературе и изучалась (например, Аблеттом) зависимость наступающего краевого угла от скорости перемещения мениска, но, насколько нам известно, даже не упоминается, не говоря о систематическом изложении, о случае, когда краевой угол при увеличении скорости достигает предельного значения 180° и начинает нарушаться полный контакт жидкости с субстратом (смачиваемой подложкой). При еще более высокой скорости движения может наступить совершенное несмачивание, при котором подложка выходит из поливной кюветы совершенно сухой. В отличие от термина полное несмачивание , обозначающего только, что краевой угол превышает 90°, термин совершенное несмачивание обозначает как бы положительный коэффициент растекания воздуха по основе в присутствии жидкости. Конечно, в отличие от растекания жидкости при полном смачивании, в случае совершенного несмачивания речь идет о существенно неравновесном, кинетическом процессе. [c.5]

В этих условиях слои воздуха, увлекаемые движущейся основой, способны препятствовать, хотя бы на отдельных ее участках, установлению контакта с эмульсией в кювете. Поэтому при выходе из кюветы на основе остаются неполитые участки, а эмульсия на политых участках ввиду условия 6s >0 собирается в линзы, лужицы и капли, с которых жидкость под действием силы тяжести стекает в виде дождя. В то же время при уменьшении скорости полива, когда в зоне погружения основы в эмульсию краевой угол становится меньше 180°, контакт основы с эмульсией осуществляется по всей площади и неустойчивость наносимого слоя, обусловленная неполной смачиваемостью подкладки (0s>O), не проявляется и не нарушает равномерности его толщины. [c.145]

Наряду с оценкой смачивающей способности по концентрации ПАВ в точке инверсии и скорости пропитки в последнее время получил широкое распространение еще один способ, который основан на представлении о критическом поверхностном натяжении смачивания 0кр (см. П1.3) и заключается в следующем. При растворении ПАВ поверхностное натяжение на границе жидкость — воздух постепенно уменьшается. Когда оно снизится до величины Ожг = сткр, раствор будет полностью смачивать поверхность твердого тела, у которого критическое поверхностное натяжение смачивания равно Сткр. Минимальная концентрация ПАВ, при которой достигается полное смачивание подложки, выбранной в качестве эталона, представляет количественную характеристику смачивающей способности ПАВ чем ниже эта концентрация, тем эффективнее данное вещество влияет на смачивание [33]. В рамках этой схемы переход от ограниченного смачивания (равновесный краевой угол 00 > 0°) к полному смачиванию происходит потому, что при определенной концентрации, зависящей от природы растворяемого ПАВ, на поверхности вода — воздух формируется насыщенный мономолекулярный слой, в котором молекулы ПАВ ориентированы своими полярными группами в сторону воды, а неполярными углеводородными цепями направлены в сторону воздуха. Насыщенный монослой ПАВ вызывает своеобразную гидрофоби-зацию полярной жидкости [1, 33]. При контакте такого раствора с гидрофобной низкоэнергетической твердой поверхностью (парафин, полиэтилен, тефлон и т. п.) ориентация молекул ПАВ на поверхности воды не изменяется. Поэтому поверхностное натяжение Отж на границе раствора с твердой поверхностью может быть весьма малым соприкасающиеся слои близки по своей молекуляр- [c.178]

Смачивание и возникновение флотационных сил оказывают также большое влияние на скорость гетерогенных реакций на границе твердое тело — жидкость, сопровождающихся выделением газов (продуктов химической реакции). Например, при взаимодействии кальцита СаСОз с водными растворами сильных кислот на грани кристалла выделяются пузырьки СОг. Благодаря гидрофильности кальцита краевой угол смачивания очень мал поэтому пузырьки не прилипают к поверхности кристалла и легко отделяются от нее. При растворении в воде поверхностно-активных веществ (жирных кислот) смачивание ухудшается, краевой угол растет и возникает флотационная сила, под действием которой пузырьки углекислого газа прилипают к поверхности кальцита. Прилипание затрудняет дальнейшее растворение кальцита — происходит так называемое флотационное пассивирование [343]. Аналогичные эффекты играют большую роль при электролизе и коррозии. В подобных процессах весьма часто на характер смачивания сильное влияние оказывают электрокапиллярные явления. Например, на катодной поляризации основан способ обезжиривания металлов (см. III. 6). [c.210]

Как видно из сравнения кривых 1 ж 2 (рис, 2), скорость движения мениска по сухой поверхности много меньше, чем по смоченной. Это может быть объяснено влиянием гистерезиса смачивания. Как известно, при движении наступающего мениска образуется конечный краевой угол 0 с поверхностью подложки [12, 13]. При 0 = onst график vlg (Р) должен быть линейным и пересекать ось абсцисс при Рк = 2о os 0/г, Однако, как видно из рис. 2, при малых скоростях движения столбика жидкости зависимость vlg (Р) отклоняется от линейной. Это может быть связано лишь с уменьшением 0 при снижении скорости перемещения мениска. [c.220]

Смачивание ткани, погруженной в жидкость, происходит в динамических условиях, и скорость этого процесса, оцениваемую, например, по методу Дрейвса, трудно сопоставить с такими величинами, как поверхностное натяжение, краевой угол, теплота смачивания и т. д., т. е. величинами, измеряемыми в статических условиях. С другой стороны, с теоретической точки зрения понятно, что существенное влияние на скорость смачивания должна оказывать скорость понижения поверхностного натяжения. Действительно, если капля раствора, помещенная на горизонтальную поверхность, полностью смачивает ее (6=0 или вовсе не образуется) и, следовательно, растекается по ней под действием сил смачивания и силы тяжести, то этот процесс увеличения поверхности сопровождается повышением поверхностного натяжения. Если происходящее при этом обеднение поверхности растворенным веществом не успевает в каждый данный момент компенсироваться диффузией его из объема, и сТж, таким образом, не будет достигать своего нормального равновесного [c.338]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология