Смачивания поверхности

конденсируется, т. е. переходит в жидкое состояние, на поверхности теплообмена, температура которой ниже температуры насыщения (/с<^н). Различают капельную конденсацию, когда образовавшаяся жидкость (конденсат) не смачивает поверхность и скатывается в виде отдельных капель, например ртуть на стальной стенке, и пленочную конденсацию, когда конденсат смачивает поверхность и образует сплошную пленку (рис. 10.4). Пленочная конденсация встречается значительно чаще.

В химическом машиностроении большое применение нашел спослб горячего свинцевания. Горячие свинцовые покрытия применяются для защиты мешалок, кранов, вентилей и различной арматуры. При толщине покрытия в несколько миллиметров можно получить на железе плотный беснористый слой свинца, защищающий металл от коррозии во многих электролитах и в особенности в растворах серной кислоты и сернокислых солей. Так как расплавленный свинец не смачивает поверхность покрываемого железа и не сплавляется с ним непосредственно, покрытие свинцом производят, добавляя к последнему металлы, которые растворяются и в свинце, и в железе, или обрабатывая предварительно поверхность железа этими металлами. Для указанных целей применяют сурьму или олово.

юшую Р(Р! и Р2, рис. 6.42). Эти силы обратно пропорциональны раскрытию трещины, которое уменьшается по мере удаления от поверхности. Таким образом, сила Р2 будет больше, чем PJ, что заставляет жидкость двигаться вглубь капилляра. В том случае, если жидкость не смачивает поверхность, образуется выпуклый мениск, и жидкость не будет проникать в капилляр. Таким образом, важным моментом при рассматриваемом методе контроля является очистка и обезжиривание поверхности и подбор состава пенетрантов, обладающих свойствами повышенной смачиваемости.

Рассматривая равновесие сил в точке разрыва пленки для неизотермического ламинарного течения без испарения, Н. Зубер и Ф. Штауб [234] установили, что пленка полностью смачивает поверхность, когда существует неравенство

Теплоотдача при конденсации пара не зависит от материала поверхности теплообмена в тех случаях, когда конденсат смачивает поверхность и она достаточно чистая и гладкая. Однако в условиях эксплуатации трубы покрываются слоем окиси. На окисленных стальных трубах коэффициенты теплоотдачи ниже, чем на чистых. Это объясняется как термическим сопротивлением слоя окиси, так и затормаживающим действием окисленной поверхности (вследствие увеличения ее шероховатости) на движение кон-денсатной 'пленки. По данным Клюева и Чиркина [160], для труб из углеродистых сталей поправочный множитель к коэффициентам теплоотдачи, рассчитанным по приведенным выше формулам, следует принимать:

Выбор износостойких материалов нельзя рассматривать в отрыве от смазки поверхностей. Чем надежнее смазка смачивает поверхность трения, тем большую роль в обеспечении износостойкости играют ее свойства (см. гл. 5, п.З). Поэтому применяются специальные методы нанесения рельефа на поверхность трения и специальные структуры материалов, способные удерживать и сохранять смазку. Один из методов обеспечения этих качеств •—< применение пористых спеченных материалов методами порошковой металлургии. В узлах трения, выполненных из пористых материалов, обеспечивается самосмазывание за счет капилляров, образовавшихся между спекшимися частицами [121].

юшую Р(Рг и Р2, рис. 6.42). Эти силы обратно пропорциональны раскрытию трещины, которое уменьшается по мере удаления от поверхности. Таким образом, сила Р2 будет больше, чем Рр что заставляет жидкость двигаться вглубь капилляра. В том случае, если жидкость не смачивает поверхность, образуется выпуклый мениск, и жидкость не будет проникать в капилляр. Таким образом, важным моментом при рассматриваемом методе контроля является очистка и обезжиривание поверхности и подбор состава пенетрантов, обладающих свойствами повышенной смачиваемости.

образование капель — капельйой. Пленочная конденсация имеет место, если конденсат смачивает данную поверхность теплообмена. Если же конденсат не смачивает поверхность, то происходит капельная конденсация.

Когда краевой угол Э становится больше я/2 (жидкость не смачивает поверхность), резко увеличивается доля поверхности нагрева, экранированная основаниями растущих пузырьков. Жидкость как бы оттесняется от поверхности, и интенсивность теплоотдачи уменьшается. К жидкостям несмачивающим относится ртуть, краевой угол смачивания для которой 6 = 140°. Криогенные жидкости (водород, кислород,

краевым углом 6, который образуется между стенкой и свободной поверхностью жидкости. Чем больше 9, тем хуже смачивающая способность жидкости. Принято считать, что при 0<90° (рис. 4-8,а) жидкость смачивает поверхность, а при 6>90° (рис.

4-8,6) —не смачивает. Значение краевого угла зависит от природы жидкости, материала, состояния и чистоты поверхности. Если кипящая жидкость смачивает поверхность нагрева, то паровые пузырьки имеют тонкую ножку и от поверхности отрываются легко (рис. 4-9,а). Если же жидкость не смачивает поверхность, то паровые пузырьки имеют широкую ножку (рис. 4,9-6) и отрываются по перешейку, или парообразование происходит по всей поверхности.

лым для того, чтобы улучшить затекание припоя под действием капиллярных сил и увеличить прочность соединения. Так, например, для серебряных припоев устанавливают зазор до 0,05 мм, а для меди до 0,012 мм. Для хорошего смачивания поверхности необходимы механическая очистка, обезжиривание горячей щелочью, трихлор-этилепом, четыреххлористым углеродом.

Контроль осуществляют при одностороннем доступе без смачивания поверхности изделия. Предельная глубина залегания выявляемых дефектов в слоистых пластиках — 30 мм — больше, чем в других рассмотренных методах. При контроле изделий без металлической основы глубина залегания обнаруживаемых дефектов не превышает 60% толщины ОК. Минимальная площадь обнаруживаемого дефекта зависит от глубины залегания и составляет 2...15 см2, с увеличением глубины залегания чувствительность падает.

Рис. 1. Различные случаи смачивания поверхности твёрдого тела 3 при нанесении на неё капли жидкости / (верхние половины рисунка, где 2 - воздух) или двух несмешивающихся жидкостей - воды / и углеводородного соединения 2 (нижние половины рисунка): а - полное смачивание сверху и полное несмачивание жидкостью 2 снизу; б - твёрдое тело лучше смачивается жидкостью /, чем жидкостью 2\ в ~ твёрдое тело лучше смачивается жидкостью 2, чем жидкостью /

- механическим взаимодействием. Прочность сцепления покрытий с пористыми материалами (пористой керамикой, прессованной металлокерамикой, графитом, чугуном и т.п.) может быть высокой и при отсутствии выраженных химических и электрохимических процессов, если переходный слой образуется за счет проникновения покрытия в открытые поры в результате смачивания поверхности либо наложения усилий вдавливания, втирания я т.п. Такое механическое сцепление иногда не уступает по прочности химической связи.

Рис. 1 к ст. Смачивание. Различные случаи смачивания поверхности твёрдого тела 3 при нанесении на неё капли жидкости 1 (верхние половины рисунка, где 2 — воздух) или двух несмешивающихся жидкостей: 1 — воды, 2 — углеводородного соединения (нижние половины рисунка); а — полное смачивание сверху и полное несмачивание жидкостью 2 снизу: б — твёрдое тело лучше смачивается жидкостью 1, чем жидкостью 2; в — твёрдое тело лучше смачивается жидкостью 2, чем жидкостью 1

Эхо-метел Внутренние дефекты в конструкционных стеклопластиках и других пластмассах 0,5 200 3*-5 Затруднен контроль по криволинейным поверхностям Возможен контроль со смачиванием « без смачивания поверхности

Для полного смачивания поверхности вязкость адгезива должна быть низкой, а поверхностное натяжение — меньше критического поверхностного натяжения ус омачиваемой поверхности. Хотя поверхности твердых минеральных наполнителей имеют высокие значения YC, тем не менее на гидрофильных поверхностях адсорбируется влага. Поэтому во влажной атмосфере наблюдаются плохое смачивание и растекание неполярного адгезива при соприкосновении с влажной поверхностью полярного субстрата. Напротив, полярные адгезивы способны либо поглощать воду, либо вытеснять ее в процессе химического взаимодействия на поверхности раздела, которое может быть усилено добавками полярных веществ к адгезиву.

Кинетику разрушения сплавов изучали в тесной связи с воздействием метеорологических факторов, для чего проводили систематическую регистрацию количества атмосферных осадков, относительной влажности и температуры воздуха, продолжительности смачивания поверхности металла, скорости и направления движения воздушных масс и длительности солнечного сияния.

возросла примерно в 7 раз, что вызвано увеличением частоты выпадения небольших атмосферных осадков, продолжительностью смачивания поверхности металла и отсутствием солнечного сияния (в течение 10 дней всего 28 ч). После 20 сут, несмотря на уменьшение количества осадков и продолжительности смачивания, скорость коррозии была в 14,5 раза больше по сравнению с первоначальной. Это можно объяснить не только влиянием повышенной влажности и температуры воздуха, но и поляризующим действием продуктов коррозии, находившихся вначале в коллоидном состоянии.

Для предотвращения образования всплесков жидкости и смачивания поверхности емкости, расположенной вне зоны контакта с агрессивной средой, конец подводящей трубы рекомендуется располагать вблизи центра емкости (рис. 5). Конструировать емкости для приготовления раствора необходимо таким образом, чтобы максимально удалить от стенок зону его ввода (рис. 6).

ХРУПКОСТЬ СТАЛИ при смачивании легкоплавкими металлами — резкое понижение пластичности, а во мн. случаях и прочности в момент смачивания поверхности напряженной стали расплавленными легкоплавкими ме-