В гидродинамике капиллярное число ( Ca ) — это безразмерная величина , представляющая относительное влияние сил вязкого сопротивления по сравнению с силами поверхностного натяжения , действующими на границе раздела между жидкостью и газом или между двумя несмешивающимися жидкостями. Наряду с числом Бонда , обычно обозначаемым , этот термин полезен для описания сил, действующих на фронт жидкости в пористых или зернистых средах , таких как почва. [1] Капиллярное число определяется как: [2] [3]
где – динамическая вязкость жидкости, – характеристическая скорость, – поверхностное натяжение или межфазное натяжение между двумя жидкими фазами.
Будучи безразмерной величиной, значение капиллярного числа не зависит от системы единиц. В нефтяной промышленности вместо . [4]
При низких числах капилляров (по эмпирическому правилу менее 10 -5 ) в потоке в пористых средах преобладают капиллярные силы [5] , тогда как при высоких числах капилляров капиллярные силы незначительны по сравнению с вязкими силами. Поток через поры нефтяного пласта имеет значения капиллярного числа порядка 10 -6 , тогда как поток нефти через бурильную трубу нефтяной скважины имеет капиллярное число порядка единицы. [4]
Капиллярное число играет роль в динамике капиллярного потока ; в частности, он определяет динамический угол контакта текущей капли на границе раздела. [6]
Многофазные потоки образуются при контакте двух или более частично или несмешивающихся жидкостей. [7] Капиллярное число в многофазном потоке имеет то же определение, что и в формуле для однопоточного потока: соотношение вязких и поверхностных сил, но имеет дополнительный (?) эффект соотношения вязкостей жидкости:
где и – вязкость сплошной и дисперсной фаз соответственно. [7]
Многофазные микропотоки характеризуются соотношением вязких и поверхностных сил, капиллярным числом (Са) и соотношением вязкостей жидкостей: [7]
и
{{cite web}}
: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )