
【建】 capillary bore
毛細管孔(capillary pore)是指直徑在0.1-100微米範圍内的微小孔隙結構,其物理特性由毛細作用主導。根據《漢英科技大詞典》定義,該術語對應"capillary pore",特指液體在狹窄通道中因表面張力産生自發滲透的現象。
在建築材料領域,毛細管孔是水泥基材料孔隙系統的核心組成部分。清華大學建築材料研究所指出,這類孔隙率直接影響混凝土的抗滲性和耐久性。其作用機制可通過Laplace方程量化: $$ Delta P = frac{2gamma costheta}{r} $$ 其中$gamma$為液體表面張力,$theta$為接觸角,$r$為孔隙半徑。
生物學研究顯示,植物根系的毛細管孔系統通過黏附- cohesion理論實現水分運輸,這一過程在《植物生理學》(Salisbury & Ross著)中有詳細闡述。工業應用方面,美國材料試驗協會(ASTM)C642标準将毛細吸水率作為評估建材質量的關鍵指标。
“毛細管孔”是由“毛細管”和“孔”組合而成的概念,指毛細管内部或與其相關的微小孔隙結構。以下從定義、物理特性和應用三方面綜合解釋:
毛細管孔通常指毛細管内部極細的孔徑結構或與毛細現象相關的微孔。毛細管本身是一種内徑極小的管道(通常0.75~2.5毫米),例如制冷系統中的節流部件()或實驗中用于微量液體處理的細玻璃管()。其孔徑的微觀特性直接影響液體浸潤、壓力變化等物理過程()。
孔徑與浸潤作用
當液體接觸毛細管孔時,由于孔徑極小,液體表面張力與管壁吸附力共同作用,會産生毛細現象。例如,顔料粒子内部的毛細管孔徑越小,溶劑的浸潤力越強,但孔徑不均勻可能導緻液體殘留(、)。
節流與壓力調節
在制冷系統中,毛細管孔通過限制制冷劑流量實現節流降壓:高壓液态制冷劑經微小孔徑後壓力驟降,轉化為低溫低壓狀态進入蒸發器(、)。
液體在毛細管中上升高度可通過以下公式計算:
$$
h = frac{2gamma costheta}{rho g r}
$$
其中,$gamma$為表面張力,$theta$為接觸角,$rho$為液體密度,$g$為重力加速度,$r$為毛細管孔半徑。公式表明,孔徑越小($r$越小),液體上升高度越大。
“毛細管孔”不僅指物理結構上的微孔,還涉及由其引發的流體動力學現象,廣泛存在于自然和工業場景中。
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