Смачивание и краевой угол.

Изучению явлений смачивания в нефтепромысловом деле уделяется очень большое внимание, т. к. по нему можно судить о вытесняющей способности воды и нагнетаемых в пласт жидкостей.

Рассмотрим поверхностное натяжение в системе «жидкость - твердое тело» или «газ – твердое тело». Как известно, в том случае, если флюид смачивает поверхность твердого тела, его капля растекается по твердой поверхности и принимает форму линзы (рис.2.4.5а), в противном случае капля стремится сохранить свою форму или смачивает твердую поверхность частично (рис.2.4.5б).

Рис.2.4.5. Положение капли жидкости на поверхности твердого тела в случае смачивания (а) и не смачивания (б).

Поверхность лучше смачивается той жидкостью, у которой меньше разность полярности с твердым телом, т. е. чем меньше коэффициент поверхностного натяжения жидкости, тем лучше она смачивает поверхность твердого тела, например, если , то вода лучше смачивает породу. Вообще высокополярные жидкости хуже смачивают твердую поверхность, чем малополярные.

Известно, например, что ртуть смачивает только некоторые металлы; вода смачивает металлы, многие минералы и кристаллические соли; масла смачивают практически все известные тела.

Степень смачивания жидкостью поверхности твердого тела определяется краевым углом смачивания. На рис.4.5 краевой угол смачивания θ – это угол, образованный касательной к поверхности жидкости в точке ее периметра и твердой поверхностью, который отсчитывается в сторону жидкости.

Если θ < 90⁰ поверхность смачивается данной жидкостью,

θ > 90⁰ – не смачивается, θ = 90⁰ – поверхность нейтральна,

θ = 0⁰ – абсолютное смачивание, θ = 180⁰ – абсолютное несмачивание.