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.