54 / 60
52
ХРАНЕНИЕ И ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ, № 4, 2013
íèå â ôîðìå äâîÿêîâîãíóòîé ëèíçû. Áîêîâàÿ ïî-
âåðõíîñòü ýòîé ëèíçû (ðèñ. 2,
à
) ÿâëÿåòñÿ âûïóêëî-
âîãíóòîé (
r
1
— ðàäèóñ âûïóêëîé ïîâåðõíîñòè, à
r
2
— âîãíóòîé ïîâåðõíîñòè).
Ñðåäíÿÿ êðèâèçíà òàêîé ïîâåðõíîñòè ðàâíà
÷òî ñîîòâåòñòâóåò âîãíóòîé ïîâåðõíîñòè, òàê êàê
r
2
<
r
1
. Òàêîå ñêîïëåíèå æèäêîñòè íàçûâàåòñÿ æèä-
êîñòíîé ìàíæåòêîé, à æèäêîñòü ñòûêîâîé (ïåíäó-
ëÿðíîé). Êàïèëëÿðíîå äàâëåíèå ñòûêîâîé æèäêîñòè
ïðè ïîëíîì ñìà÷èâàíèè (cos
θ
= 1) ðàâíî
ãäå
Ê
— ïîñòîÿííàÿ, çàâèñÿùàÿ îò óãëà
ν
.
Åñëè æèäêîñòè ìàëî, òî îíà ðàñïðåäåëåíà äèñ-
êðåòíûìè ðàçîáùåííûìè êîëüöàìè (ðèñ. 2,
á
) â òî÷-
êàõ ñîïðèêîñíîâåíèÿ ÷àñòèö (êàïèëëÿðíî ðàçîá-
ùåííîå ñîñòîÿíèå èëè ñîñòîÿíèå çàùåìëåííîé
æèäêîñòè). Ïî ìåðå ïîñòóïëåíèÿ æèäêîñòè ìàí-
æåòû ïîñòåïåííî óâåëè÷èâàþòñÿ è ñëèâàþòñÿ ìåæ-
äó ñîáîé. Òàêîå ñëèÿíèå ïðîèñõîäèò ïðè
ν
= 30°
(ðèñ. 2,
â
). Â ýòîò ìîìåíò êàïèëëÿðíîå äàâëåíèå
p
c1
ïðè íàèáîëåå ïëîòíîé óêëàäêå ðàâíî 4,1
σ
(
p
c1
= 4,1
σ
/
R
), à ñîäåðæàíèå æèäêîñòè ñîñòàâëÿåò
22,6 % îáúåìà ïîð èëè 18,3 % ïðè êóáè÷åñêîé óê-
ëàäêå. Êëèíüÿ æèäêîñòè òåïåðü íàõîäÿòñÿ â êîí-
òàêòå ìåæäó ñîáîé, è èìååòñÿ âîçìîæíîñòü íåïðå-
ðûâíîãî ïåðåõîäà îò îäíîé òî÷êè æèäêîé ïëåíêè ê
äðóãîé. Ïî ìåðå ïîñòóïëåíèÿ æèäêîñòè ïëåíêà
óòîëùàåòñÿ â ïåðåõâàòå, è, íàêîíåö, ÿ÷åéêà ïîëíî-
ñòüþ çàïîëíÿåòñÿ æèäêîñòüþ. Íàñòóïàåò êàïèëëÿð-
íîå ñîñòîÿíèå, ïðè êîòîðîì
R
ñ2
= 6,9
σ
/
R
. Ýòî çíà-
÷åíèå
R
ñ2
ñîîòâåòñòâóåò ïåðåõîäó êàíàòíîãî ñîñòîÿ-
íèÿ â êàïèëëÿðíîå â ïðîöåññå ïîãëîùåíèÿ æèäêîñ-
òè. Ïðåäïîëîæèì, ÷òî ìåíèñêè, îãðàíè÷èâàþùèå ýëå-
ìåíòû ñòûêîâîé æèäêîñòè, íå ñîìêíóëèñü è êðèâèç-
íà ñîåäèíÿþùåé èõ ïëåíêè ðàâíà êðèâèçíå ïîâåðõ-
íîñòè ÷àñòèö (øàðèêîâ). Ïðè ýòîì ó÷àñòêè ïëåíêè
ìàëû ïî ñðàâíåíèþ ñ ðàçìåðàìè ÷àñòèöè ìåíèñêîâ.
Îáîçíà÷èì òîëùèíó øåéêè ýëåìåíòà ñòûêîâîé
æèäêîñòè ÷åðåç
δ
, à ðàäèóñ ñâîáîäíûõ îò æèäêîñòè
ïðîñâåòîâ ïîð ÷åðåç
R
0
, òîãäà áóäåì èìåòü
 ýòîì ñëó÷àå ðàâíîâåñèå ìåæäó ïëåíî÷íîé è
còûêîâîé æèäêîñòüþ áóäåò ñóùåñòâîâàòü ïðè óñëî-
âèè, ÷òî
Ð
ñ
=
℘
= 6
σ
/
R
, ò.å. êîãäà ïëåíêà ìîæåò ðàç-
âèâàòü ïîëîæèòåëüíîå ðàñêëèíèâàþùåå äàâëåíèå
Ð
.
Ïðè óâåëè÷åíèè êîëè÷åñòâà æèäêîñòè ó÷àñòêè
ïëåíêè èñ÷åçàþò è ìåíèñêè ñìûêàþòñÿ. Äëÿ ñî-
õðàíåíèÿ ðàâíîâåñèÿ ìåæäó ïëåíêîé è ìåíèñêîì
2
1
1 1 1
,
2
I
r
r r
⎛
⎞
⎛ ⎞ = − ⎜
⎟
⎜ ⎟ ⎝ ⎠ ⎝
⎠
(2)
c
2
,
I
P
K
r
r
σ ⎛ ⎞
= σ = ⎜ ⎟ ⎝ ⎠
(3)
Ðèñ. 3. Ãåêñàãîíàëüíàÿ óêëàäêà øàðîâ äèàìåòðîì 5 ìì â
êâàäðàòíóþ ôîðìó, êðàòíóþ ðàçìåðàì øàðîâ
0
0
2
;
/
1.
3
R R R R
δ = −
= −
(4)
0
0
Р
R
P
Q
Q
Р
v
Q
L
L
L
0
v
v
a
á
â
r
r
Ðèñ. 1. Óêëàäêà ñôåðè÷åñêèõ ÷àñòèö ïðè îáðàçîâàíèè ÿ÷åéêè: à – îáùèé ñëó÷àé óêëàäêè; á – êóáè÷åñêàÿ óêëàäêà (
ν
= 90°);
â – ãåêñàãîíàëüíàÿ óêëàäêà (
ν
= 60°)
a
á
á
Ðèñ. 2. Ñòðóêòóðà êàïèëëÿðíîé æèäêîñòè â ïîðàõ: à – æèäêîñòíàÿ ìàíæåòêà; á – ïåðåõîä îò ñòîêñîâîãî ñîñòîÿíèÿ
(çàùåìëåííàÿ âîäà) ê êàíàòíîìó ñîñòîÿíèþ; â – êàíàòíîå ñîñòîÿíèå (çàùåìëåííûé âîçäóõ)
0
r
1
r
2
0
R
v
2
R
2
R
0
60°
v
1
δ
Электронная Научная СельскоХозяйственная Библиотека