RU
Формализация понятия щелевого капилляра с учетом краевого угла смачивания

Номер: 4 (376), 2020
Страницы: 60-64
Раздел: Пищевая инженерия, процессы, оборудование и автоматизация пищевых производств
Автор(ы): В.Г. Жуков, В.М. Чесноков, Н.Д. Лукин

Аннотация:
Расчеты процессов распределения и переноса жидкости в пористых средах осуществляют, принимая во внимание ее капиллярные свойства в поровом пространстве. С учетом выведенной нами ранее расчетной формулы для предельного размера капилляра с круглым поперечным сечением, краевого угла смачивания и параметра удельного поверхностного натяжения получена расчетная формула предельного размера для капилляров с щелевым и кольцевым сечением. Установлено, что полученные расчетные формулы предельных размеров для трубчатых капилляров щелевого плоского и кольцевого сечения с учетом краевого угла смачивания идентичны. Отличие формул для капилляров с щелевым и кольцевым сечением от формулы для капилляра круглого поперечного сечения определено только функцией, зависящей от краевого угла смачивания. Значения предельных размеров капилляров с щелевым сечением на 10–17,5% меньше, чем капилляра с круглым сечением. Поверхность отклика позволила оценить влияние удельного поверхностного натяжения и функции краевого угла смачивания на изменение величины предельного размера капилляров. Результаты исследований могут быть использованы для повышения эффективности расчетов тепломассообмена в пористых средах в пищевых производствах и других аналогичных задач.

Ключевые слова: пористая среда, капилляр, предельный размер капилляра, щелевое и кольцевое сечение, краевой угол смачивания, мениск, удельное поверхностное натяжение

EN
Formalization of the concept of a slit capillary taking into account the contact angle of wetting

Number: 4 (376), 2020
Pages: 60-64
Section: Food Engineering, Processes, Equipment & Automation of Food Production
Authors(s): V.G. Zhukov, V.M. Chesnokov, N.D. Lukin

Annotation:
The calculations of the processes of saturation and transfer of fluid in porous media are based on taking into account of its capillary properties in the pore space. Given our previously derived formulas for the maximum amount of capillary with a circular transverse section, wetting angle and parameter specific surface tension obtained calculation formula size limit for capillaries with a slit and annular transverse section. It is established that the obtained calculation formulas of the limit sizes for tubular capillaries of slotted flat and annular section with the account of the wetting edge angle are identical. The difference between the formulas for capillaries with slotted and annular section and the formula for a capillary with a circular transverse section is determined only by a function that depends on the wetting edge angle. The values of the limit sizes of capillaries with a slotted transverse section are 10–17,5% less than those of a capillary with a circular transverse section. The response surface allowed us to evaluate the effect of specific surface tension and the function of the wetting edge angle on the change in the capillary size limit. The research results can be used to improve the efficiency of calculations of heat and mass transfer in porous media in food production and other similar tasks.

Keywords: porous medium, the capillary limit is the size of the capillary, slit and annular transverse section, wetting angle, the meniscus, the specific surface tension

DOI: 10.26297/0579-3009.2020.4.14