5. Вибро- поверхностнофильтрационная.

Создание дополнительной разности вибрационного потенциала Р_вб = Р_вб” – Р_вб’ позволяет сильно изменить количественную сторону всех эффектов, наблюдаемых в поверхностнофильтрационной паре. В частности, существенно возрастают все движущие силы пары, в том числе фиктивная р_с. Благодаря этому с помощью ультразвуковой вибрации удается резко сократить время пропитки древесины (шпалы, сваи и т.д.) составами, повышающими ее стойкость, ускорить процессы экстракции (извлечения) веществ из сырья, интенсифицировать обмен в растениях и т.д.

6. Термо-электрофильтрационная.

При наличии разности термического (Т = Т” – Т’) и электрического ( = ” - ’) потенциалов происходит алгебраическое суммирование эффектов, возникающих от каждой из этих разностей в отдельности. Справедливость правила аддитивности в данном случае следует из законов состояния и переноса, которые являются аддитивными законами.

7. Поверхностно-термо-диффузионнофильтрационная.

Пара с таким трудным названием возникает в металлургической отливке в период ее затвердевания. Капилляры образуются между растущими кристаллами. Жидкая фаза циркулирует под действием разностей поверхностного, термического и диффузионного потенциалов.

Этот эффект используется для поверхностного легирования отливки. Суть процесса легирования состоит в том, что на поверхность литейной формы наносится слой легирующей обмазки. В период затвердевания капилляры отливки и обмазки объединяются. Круговая циркуляция жидкой фазы насыщает поверхностный слой отливки нужным легирующим элементом.

§ 97. Формула Лапласа.

1. Вид формулы.

Известная формула Лапласа

р = [(1/r₁) + (1/r₂)] н/м² (830)

определяет дополнительное давление, возникающее под искривленной поверхностью жидкости. В этой формуле  - коэффициент поверхностного натяжения, н/м; r₁ и r₂ - радиусы кривизны поверхности жидкости во взаимно перпендикулярных направлениях, м. Величина р определяет высоту поднятия (в случае смачивания) или опускания (при несмачивании) жидкости в капилляре.

2. Обсуждение формулы.

Выражение (830) основано на идее о существовании сил поверхностного натяжения. Согласно общей теории, формула (830) неполно и неточно отражает действительность.

Например, согласно формуле (830) величина р представляет собой фиктивную движущую силу р_с (определяется разностью уровней Н на рис. 46-а), предельное значение которой соответствует диаметру капилляра d  ₀. Выше этого значения величина р не может быть.

Согласно теории поверхностнофильтрационной пары, влажность должна изменять условия испарения и конденсации жидкости на мениске. Это должно отражаться на величине р. Опыт подтверждает этот вывод.

§ 98. Формула Стефана.

1. Вид формулы.

В 1882 г. Стефаном была выведена формула, с помощью которой определяется скорость испарения жидкости из капилляра. Формула выглядит следующим образом:

J_m = [(Dр_б)/(RТh)]ln[(р_б – р_с)/(р_б – р_п)] кг/(м²сек), (831)

где D - коэффициент диффузии;

 - молекулярная масса;

р_б - общее (барометрическое) давление воздуха;

R - газовая постоянная;

Т – абсолютная температура;

h - расстояние от края капилляра до мениска жидкости в нем;

р_с - парциальное давление пара в окружающей среде;

р_п - парциальное давление пара у поверхности мениска жидкости.

Из формулы видно, что в данных конкретных условиях испарения удельный поток массы J_m обратно пропорционален высоте h заглубления мениска, т.е. в общем виде можно записать:

J_m = А/h кг/(м²сек) (832)

или

1/J_m = Вh (м²сек)/кг, (833)

где

А = 1/В = [(Dр_б)/(RТ)]ln[(р_б – р_с)/(р_б – р_п)]. (834)

Величина В, по Стефану, постоянна. Следовательно, обратный поток 1/J_m должен быть связан с высотой h уравнением прямой линии, проходящей через начало координат. Кроме того, из формулы (831) вытекает, что удельный поток J_m не зависит от диаметра капилляра.