毛细管水上升高度试验仪

结构：主要结构为：试验架、有机玻璃试验管、有机玻璃盛水桶、挂簧及挂绳等。

本仪器每台配三套试验管，可同时做三组试验。

人民币：6900元

美元：1081.92元

本仪器符合交通部《公路土工试验规程》第JTJ051-T0128-93技术标准。

释文：毛细管水从地下水面沿土层或岩层空隙上升的最大高度。毛细水上升高度主要取决于岩土空隙大小,空隙愈大,毛细水上升高度愈小。各种土的毛细水上升高度的经验值一般如下表。

毛细管中的水表面是一个弯月面，从而使其表面积增大，而一旦液面增大，水的表面张力和收缩作用，促使液面要恢复水平，于是使得毛管内水随之上升，以减少表面积，这样直到表面张力向上的拉引作用与管内升高的液柱重量达到平衡为止，管内的水才停止上升。这种使液体在管内上升的湿润力就是毛管力。

毛管力可分解为与管壁平行的力P以及与管壁垂直的力，其中与管壁平行分力是使管内液体上升的有效作用力，其值为：

P=σcosθ

使水分上升的作用力为有效作用力P乘以管之圆周长2π，即2πrσcosθ。

如以H表示毛管水上升达到平衡时的水柱高度，则毛管力需要克服的重力为：H*πr2*ρg

当毛管力与重力相平衡时，毛管水上升达到最高,即2πrσcosθ= H*πr2*ρg

H=2σcosθ/rρg

式中：r——毛管半径，m。

ρ----液体的密度，kg/m3

g-----重力加速度 m/s2

σ----液体的表面张力 牛顿/m

θ――为弯月面与毛管之间的夹角

当毛管完全湿润时，θ=0o,常温下σ=72.8×10－7牛顿/m, ρ=1，g=9.8 m/s2

则 H=15×10-6/r (m)

如果毛管力换算成以米为单位的水柱高度Pc，则不难得知，在数值上毛管力等于最大毛细上升高度H：

Pc=H

可见，毛管力与毛细管半径成反比，毛管愈细毛管力愈大，毛细上升高度愈高。2100433B