Ponti liquidi

I ponti capillari sono connessioni capillari di liquido che si formano tra particelle solide o tra una particella e una parete solida. Si formano quando una piccola quantità di liquido è presente in uno spazio poroso altrimenti riempito di gas. A causa delle forze di bagnamento e capillari, il liquido si dispone quindi come menisco tra le superfici solide.

Tali ponti capillari generano forze di attrazione tra le particelle solide coinvolte. Ne sono responsabili la pressione capillare e la tensione superficiale del liquido in combinazione con il comportamento di bagnabilità della superficie solida. Una relazione semplificata, frequentemente utilizzata, per la pressione capillare in un ponte capillare è:

p_(cap) = 2 * γ * cos(θ) / r

• p_(cap): pressione capillare nel ponte capillare
• γ: tensione superficiale del liquido
• θ: angolo di bagnamento (angolo di contatto)
• r: raggio di curvatura caratteristico del menisco

Quanto maggiore è la tensione superficiale, tanto maggiore è la pressione capillare. Un buon bagnamento (θ piccolo, cos(theta) vicino a 1) rafforza ulteriormente l'attrazione. La forza F_(cap) risultante da p_(cap) su un aggregato di particelle può essere stimata approssimativamente a partire dalla superficie di contatto efficace A:

F_(cap) ≈ p_(cap) * A

• F_(cap): forza capillare
• A: superficie di contatto efficace del ponte capillare

Nei solidi sfusi, i ponti capillari possono aumentare sensibilmente la coesione. Le polveri umide tendono a incrostazioni, alla formazione di ponti nei sili e alla formazione di agglomerati. A seconda della quantità di liquido si distinguono stati pendolari (ponti capillari isolati), reti funicolari e saturazione capillare. Nella pratica, i ponti capillari svolgono un ruolo nell'agglomerazione, nell'essiccazione, nei problemi di flusso delle polveri umide nonché nella valutazione della pulibilità e delle aderenze residue nelle apparecchiature.