Кинетика капиллярного всасывания воды в слое сыпучего материала

Капля воды, помещенная в слой сыпучего материала, начинает быстро распространяться в нем во все стороны. Причиной такого движения воды являются капиллярные силы.

На столбик жидкости, находящийся в вертикальном капилляре, действует разность давлений:

AP = Pa~G,

где Pff— капиллярное давление;

для цилиндрического капилляра:

( Л 2ст

(2.7)

г г) г

G - сила тяжести жидкости:

(2.8)

G = p0gh,

(2.9)

ро- плотность жидкости;

g - ускорение силы тяжести;

h - высота столба жидкости в капилляре по отношению к поверхности свободной жидкости;

а - коэффициент поверхностного натяжения;

г - радиус капилляра.

Под действием этой разности давлений жидкость приходит в движение, с тем большей скоростью, чем выше АР.

Очевидно, что скорость капиллярного поднятия должна монотонно убывать с увеличением высоты подъема, так как уменьшается разность давлений. При Р = G столб жидкости в капилляре приходит в состояние равновесия. Из этого равенства может быть определена максимальная высота капиллярного поднятия

(2.10)

Pogr

т. е. максимальная высота капиллярного поднятия прямопро­
порциональна величине поверхностного натяжения жидкости и обратно пропорциональна ее плотности и радиусу капилляра.

Комментарии закрыты.