érintkezési szögek

kapilláris emelkedés

a sima és sima szilárd anyagon lévő folyadékcseppek érintkezési szögeinek közös közvetlen mérése nem alkalmazható porokra és száraz porózus élelmiszerekre. A porózus közegben a kapilláris emelkedésben az érintkezési szög mérésének általános módszere a Lucas-Washburn-egyenlet, amely Poiseulle folyadékáramlási törvényéből származik a kapilláris emelkedésben:

\

\

ahol:

  • h – a felszálló folyadék magassága
  • w – a minta súlygyarapodása (a benne felszívódó víz által okozott)
  • GmbH – a vizsgált folyadék felületi feszültsége (N/m)
  • GmbH – a vizsgált folyadék sűrűsége (kg/m3)
  • GmbH – a szilárd anyagon lévő folyadék érintkezési szöge (a folyadék érintkezési szöge) 6928>
  • r – a pórusok átlagos statikus sugara (m)
  • ons – folyadék viszkozitása (pa s)
  • C – geometriai tényező (M5)

kapilláris emelkedés.jpg

az érintkezési szögek mérésének általános módszere ebben az esetben a kapilláris emelkedési kísérletek elvégzése, ahol a minta lefagy az egyensúly mellett, és a vizsgált folyadékba mártja. Ennek a megközelítésnek a fő hiányossága (a Washburn-egyenlet felhasználásával) az, hogy nem képes elválasztani ezt a két változót (r és cos, cos, cos, cos, cos, cos, cos, cos, cos, cos, cos, cos). Az ismeretlen kifejezés problémájának leküzdésére az általános módszer r * cos (CAC) egy referenciafolyadék használata, amely teljesen megnedvesíti a mintát (CAC=0, cos(cos)=1). Felfedezték azonban, hogy a dinamikus előrehaladó érintkezési szög általában nagyobb, mint a statikus, még a teljes nedvesítő folyadék esetében is, ezért ez a módszer hibás lehet.

Seibold et al, (2000) javasolta a probléma leküzdésének módját. Megfigyelték, hogy ez az állandó kifejezés az alkalmazott folyadék függvényében változik, ellentétben a Washburn megközelítéssel, amely hexánt használ teljesen nedvesítő folyadékként a pórusok sugarának megtalálása érdekében. Ebben a tanulmányban azt javasolták, hogy a tényleges állandó kifejezés r a Washburn-egyenletben a mért érték ábrázolásával r cos 6C az alkánok emelkedési sebességével szemben (a meredekség a \ref{4} és \ref{5} egyenletekben). A nulla sebességű lehallgatás megadja az értékét r. Siebold el al. (2000) kapilláris emelkedési kísérleteket végzett különböző n-alkánokkal, amelyeket alacsony felületi feszültségük miatt teljesen nedvesítőnek tartanak. Mindegyik esetben lineáris összefüggést kaptunk az emelkedő folyadék négyzetes magassága és az idő között, az R•cos(CA) kifejezés eredményeit ezeknek a görbéknek a lejtéseiből számítottuk ki. Ezt a megállapítást az érintkezési szög nulla sebességgel történő kiszámítására vagy mérésére szolgáló módszerré alakították át. Siebold et al. (2000) azt javasolta, hogy a porózus közegek esetében az egyes alkánokra vonatkozó r•cos(6) kifejezés (a kifejezést a Washburn-egyenletből számítottuk ki) ábrázolható az egyes folyadékok kezdeti frontsebességével szemben. A létrehozott görbe extrapolálható a sebesség nullára(és ezért cos (6)=1), és ez lehetővé teszi a reprezentatív sugár meghatározását r. miután megtaláltuk r, amely a szilárd minta tulajdonsága, és nem változik a felhasznált folyadékok függvényében, kapilláris emelkedési kísérletet végezhetünk tesztfolyadékunkkal, és kiszámíthatjuk a folyadék érintkezési szögeit a szilárd porózus mintával.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.