Индивидуальные и групповые автопоилки: для животных. Схемы и конструкции...
Типы оградительных сооружений в морском порту: По расположению оградительных сооружений в плане различают волноломы, обе оконечности...
Топ:
Определение места расположения распределительного центра: Фирма реализует продукцию на рынках сбыта и имеет постоянных поставщиков в разных регионах. Увеличение объема продаж...
Установка замедленного коксования: Чем выше температура и ниже давление, тем место разрыва углеродной цепи всё больше смещается к её концу и значительно возрастает...
Организация стока поверхностных вод: Наибольшее количество влаги на земном шаре испаряется с поверхности морей и океанов...
Интересное:
Принципы управления денежными потоками: одним из методов контроля за состоянием денежной наличности является...
Финансовый рынок и его значение в управлении денежными потоками на современном этапе: любому предприятию для расширения производства и увеличения прибыли нужны...
Лечение прогрессирующих форм рака: Одним из наиболее важных достижений экспериментальной химиотерапии опухолей, начатой в 60-х и реализованной в 70-х годах, является...
Дисциплины:
2020-02-15 | 151 |
5.00
из
|
Заказать работу |
Смачиваемость.
Смачиваемость характеризуется краевым углом смачивания, который определяется значением угла между поверхностью твердого тела и касательной к точке контакта с жидкостью и отсчитывается всегда в сторону жидкой фазы. Краевой угол равен углу между направлениями векторов поверхностных натяжений.
Величина поверхностного натяжения расплава и угол смачивания определяют работу адгезии wa. Жидкости к твердой поверхности: WA = s1,2 (1 + cos d), характеризующую сцепление жидкости с твердой фазой, например металлического расплава со стенкой литейной формы, в значительной степени определяет чистоту поверхности отливки.
Если небольшое количество жидкости примет на твердой поверхности форму капли, то в точке пересечения контура ее поверхности и поверхности твердого тела будут действовать три силы: поверхностное натяжение жидкости на границе sжг, поверхностное натяжение на границе жидкости и твердого тела sжт и поверхностное натяжение на границе газа и твердого тела sгт. Первая из этих сил действует по касательной к контуру поверхности капли. Угол между sжг и твердой поверхностью Q характерен для данной жидкости. Вторая и третья силы действуют в плоскости поверхности твердого тела и имеют противоположное направление.
Смачиваемость и несмачиваемость формы зависит от химического сродства металла и формы.
Метод измерения формы капли (статический) основан том факте, что конечная форма капли расплава является результатом действия сил гравитации и поверхностного натяжения. Поверхностное натяжение стремится придать капле шарообразную форму, в то время как гравитационные силы каплю сплющивают. Установившаяся форма капли соответствует равновесию между этими двумя силами.
Метод лежащей капли – наиболее распространенный метол определения смачиваемости (рис.1). Уравнение равновесия поверхности капли (равенство давления) имеет вид: Dр = s (1/R1 + 1/R2) = (r1 –r2)gx +2s / R0, где R1 и R2 – главные радиусы кривизны поверхности капли; R0 – радиус кривизны в вершине капли; r2 – плотность среды; r1 – плотность капли; х - координата точки по вертикали g = 9,81 см/с2.
а – смачивание; б – несмачивание;
в – параметры для расчета формы капли
Рис.1. Смачивание твердого тела жидкостью в среде газа
Расчет состоит в графическом (приближенном) обсчете параметров капли. Необходимо определять зависимость х от размеров капли и другие параметры, а это сложно. Поэтому строят ряд кривых для капель разной величины и определяют зависимость К = Dd/s при Dd = (p1 – p2)g. За начало принимают произвольное значение К, и находят соотношение h и L; Затем соотношения h и L определяют для новых значений К и т.д. Получив закономерность h и U-в зависимости от К, можно решить обратную задачу – найти значения поверхностного натяжения.
Главный источник ошибок в расчетах – несимметричность капли, т.к. чем меньше капля, тем она симметричнее, но тем меньше и точность замера.
Башфорт и Адаме предложили формулу расчета смачиваемости по величине угла sin j: s (l/R1 + Sin j/х) – 2s /в + g(pж – pг)Z, где в – радиус в вершине капли; х - горизонтальная координата поверхности; Z – вертикальная координата поверхности; j - угол между осью вращения в точке контакта капли ствердой фазой и радиусом кривизны (рис.1, в).
Практически эксперимент выполняется на установке – физическая оптическая скамья с усовершенствованиями no замеру t°, созданию атмосферы и т.д., и называется методом лежащей капли.
При установившейся форме капли эти три силы будут находиться в равновесии: sгт = sжт + sжг cos Q.
Если угол Q больше 90°, то жидкость смачивает твердую поверхность хорошо (метод лежащей капли).
Для предупреждения пригара необходимо, чтобы металл не смачивал материал формы, для этого используют ПАВ, активность влияния которых зависит от атомного объема и ее химического состава. Несмачиваемость формы играет положительную роль, б частности препятствует проникновению расплава в поры поверхности формы и образованию механического пригара на отливках.
Давление против проникновения расплава между зернами песка описывается уравнением: Рz = (2п cos ) / r, где Рz – давление против проникновения металла в форму, Па; п – поверхностное натяжение жидкого металла, Н/м; – краевой угол смачивания между капилляром и жидким металлом; r – радиус капилляра, м. так, например, давление, препятствующее проникновению металла в капилляр радиусом u = 0,2*10-3 м (что примерно соответствует слабо уплотненной форме с наполнителем шаровидной формы диаметром 1*10-3 м), при 180° и п = 1,5 Н/м равно 15*10-3 Па, что соответствует статическому напору 1,5 м Н2О или 0,214 м сплава плотностью 7*103 кг/м3
Отрицательное значение Рz указывает, что мениск расплава (который является вогнутым) соответствует давлению, направленную от границы «металл-газ» в форму. Очевидно, что величина Рz, полученная из приведенного уравнения, отражает внутреннее давление, препятствующее проникновению металла в капилляр, а его превышение приводит к проникновению металла в капилляр.
У металлов и сплавов с низкой плотностью (которую имеют легкие металлы и сплавы) опасность проникновения металла в пространства между зернами небольшая, поскольку при низкой плотности этих материалов () критическое давление hн очень высокое.
Таким образом, проникновение металла снижается при уменьшении зерен песка. Установлена взаимосвязь между проникновением металла и газопроницаемостью, величиной зерна и температурой спекания.
История развития хранилищ для нефти: Первые склады нефти появились в XVII веке. Они представляли собой землянные ямы-амбара глубиной 4…5 м...
Автоматическое растормаживание колес: Тормозные устройства колес предназначены для уменьшения длины пробега и улучшения маневрирования ВС при...
Своеобразие русской архитектуры: Основной материал – дерево – быстрота постройки, но недолговечность и необходимость деления...
Эмиссия газов от очистных сооружений канализации: В последние годы внимание мирового сообщества сосредоточено на экологических проблемах...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!