Определение поверхностного натяжения и контактного угла смачивания по форме поверхности осесимметричных пузырей и капель
И.В. Марчук1,2, В.В. Чеверда2, П.А. Стрижак3, О.А. Кабов2,3
1Новосибирский государственный университет, Новосибирск
marchuk@itp.nsc.ru
2Институт теплофизики им. С.С. Кутателадзе СО РАН, Новосибирск
3Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск
Ключевые слова: поверхностное натяжение, контактный угол смачивания, межфазная тензиометрия, профиль сидящей капли, уравнение Юнга-Лапласа
Страницы: 311-317
Аннотация
Построены и протестированы алгоритмы решения уравнения Юнга-Лапласа, описывающего форму осесимметричной капли, лежащей на горизонтальной плоской поверхности, при различных способах задания начальных данных и геометрических параметров капли. Анализ уравнения Юнга¾Лапласа показал, что семейство кривых, образующих поверхность капли, является однопараметрическим с точностью до масштабного коэффициента, роль которого играет капиллярная длина, а контактный угол смачивания определяет поворот кривой в точке контакта, однако на саму форму кривой не влияет. Основным естественным параметром, определяющим семейство образующих кривых, является кривизна на вершине капли. Форма капли однозначно задается тремя независимыми геометрическими параметрами. Этот факт позволяет рассчитывать физические свойства, такие как капиллярная длина и контактный угол смачивания, измеряя три независимых величины: высоту, диаметр капли, диаметр основания капли, или площадь осевого сечения капли, или ее объем.
|
