Сушки с: Сушки с фаршем запеченные в духовке

Содержание

Запечённые сушки с фаршем рецепт с фото, как приготовить на Webspoon.ru

Сушки с фаршем в духовке

Когда-то давно, увидев рецепт запечённых сушек с фаршем, я решила обязательно попробовать это необычное блюдо, не совсем понимая, на что оно будет похоже. В очередной раз наткнувшись на рецепт, поняла что время пришло!

На мой взгляд, получилась имитация беляшей — вкусное тесто, сочный фарш с луком, сверху сметана и тёртый сыр образуют аппетитную корочку. Такую закуску можно подать к праздничному столу или по-простому со стаканом молока, вкусно и сытно.

Как приготовить «Запечённые сушки с фаршем» пошагово с фото в домашних условиях

Шаг 1 Ссылка

Для того, чтобы приготовить запечённые сушки с фаршем вам понадобятся простые сушки (без ароматизаторов и наполнителей) любого размера, я использую «малютку», любой фарш (в моём случае свиной), стакан молока, небольшая луковица, по 50 г сметаны и сыра, соль и растительное масло для смазки противня.

Сушки итальянские Таралли

Шаг 2 Ссылка

Прежде всего, замочите сушки в молоке на 25-30 минут. если молоко не покрывает их полностью, периодически помешивайте для равномерной пропитки.

Шаг 4 Ссылка

Сыр натрите на мелкой тёрке.

Шаг 5 Ссылка

Смешайте фарш с луком, посолите по вкусу.

Шаг 6 Ссылка

На смазанный маслом противень разложите сушки в один слой.

Шаг 8 Ссылка

Намажьте сверху сметаной.

Шаг 9 Ссылка

Присыпьте каждую сушку сыром и отправьте в духовой шкаф, разогретый до 180 ºC на 25-30 минут до румяной корочки.

Шаг 10 Ссылка

Сушки, пропитанные молоком и запечённые с фаршем, долгое время остаются мягкими, (пока до них не доберутся любопытные гурманы). Из заявленного количества продуктов, получается 37 фаршированных сушек.

сушки с фаршем

Сушки – это хлебобулочные бараночные изделия. Обычно их употребляют в чаем взрослые и дети. Но сегодня я хочу предложить Вашему вниманию рецепт сушек с мясным фаршем, которые приготовила моя сестра Екатерина. Получилось очень вкусное, сытное, красивое и довольное необычное блюдо, которое Вы можете подавать не только как самостоятельное блюдо, но и как превосходную закуску. Всем советую хоть раз приготовить такие фаршированные сушки, думаю, многие могут изменить своё мнение об этих изделиях.


Потребуется:

• Сушки – 1 уп. (300 гр.)
• Молоко – 1 ст. (250 мл.)
• Фарш свиной (или любой другой) – примерно 300 гр.
• Майонез – 1 ст.л.
• Горчица – 1 ч.л.
• Яйцо- 1 шт.
• Сыр – 150 гр.

Как приготовить фаршированные сушки:

Сушки замочить в тёплом молоке на 15-20 минут. Нужно, чтобы они стали немного мягкими.

Выкладываем на противень или форму.

В каждую сушку вкладываем фарш. Лучше делать сушки в форме, в которую они помешаются все на дно. У Екатерины сушки выложены в несколько слоёв. Ничего страшного.

Отдельно в миске делаем соус из майонеза, горчицы, яйца и натёртого на мелкой тёрке сыра. Немного соус разбавляем молоком, в котором мы вымачивали сушки. Заливаем подготовленные сушки в форме соусом.

Сушки должны быть почти покрыты соусом. Если у вас соуса меньше, можно добавить молока. Отправляем фаршированные сушки в предварительно разогретую духовку до 180 градусов на 25-30 минут. Когда сушки подрумянились, они полностью готовы.

Подаём фаршированные сушки как самостоятельное блюдо или может быть как оригинальную, вкусную закуску в горячем или холодном виде.

Поверьте – это очень вкусно!

Приятного аппетита желает Всем Светлана, Екатерина и kulinarochka2013.ru!

 

Как приготовить быстрый ужин из фаршированных фаршем ракушек — вы сможете найти в пошаговом рецепте с фото

Хотите получать новые рецепты на почту?

Сушки рецепт с фото

Сушки рецепт с фото

Рецепт очень простой, но пригодится, когда хочется чего-нибудь к чаю, а готовить не из чего. Сушки — это кольцо из пшеничного теста, которое сначала обваривается в воде, а затем запекается. Пресные, хрустящие снаружи, и очень вкусные внутри. Пресные, солёные, сладкие, с маком.. вариантов приготовления этого блюда множество!

Автор публикации

Автор и основатель проекта «Nehudeem.ru» — кулинарного портала о простой и вкусной еде. С помощью сайта объединяет всех любителей домашней еды. Вместе с другими фуд-блогерами делится вкусными рецептами с подробным пошаговым описанием. Любит готовить и воплощает свои кулинарные знания в рецептах. Каждый день старается сделать этот проект еще удобнее и интереснее. Мама Ани и Кирилла.

Олеся Фисенко

Главный редактор

Автор и основатель проекта «Nehudeem.ru» — кулинарного портала о простой и вкусной еде. С помощью сайта объединяет всех любителей домашней еды. Вместе с другими фуд-блогерами делится вкусными рецептами с подробным пошаговым описанием. Любит готовить и воплощает свои кулинарные знания в рецептах. Каждый день старается сделать этот проект еще удобнее и интереснее. Мама Ани и Кирилла.

Шаги

Приготовить тесто: в миску просеять муку, в середине сделать углубление, добавить соль и яйцо.

Вилкой размешать яйцо до однородного состояния.

Влить воду комнатной температуры в углубление с яйцом. Вилкой размешивать, захватывая всё больше муки. Затем начать замешивать тесто руками, можно это делать в миске или уже на столе. Не жалея сил, мять его не менее 8-10 минут.

Стол слегка присыпать мукой и выложить тесто. Оно получается однородным и тугим. Накрыть его полотенцем и дать «отдохнуть» 15 минут. Можно обернуть тесто в плёнку и хранить в холодильнике до 3 дней.

Пока тесто подходит, включить духовку разогреваться до 200 градусов. Противень застелить пергаментной бумагой и присыпать тонким слоем муки, чтобы сушки не прилипали. Перед запеканием сушки надо будет ещё обварить и высушить, поэтому надо расстелить на рабочей поверхности чистое полотенце и довести кастрюлю с водой до кипения. На каждый литр воды добавить по 1 чайной ложке сахара. Размешивать, чтобы сахар растворился.

Острым ножом разрезать тесто на 4 части. С 1/4 частью будем работать, остальные вернуть под полотенце.

Размять тесто в руках, скатать в толстую колбаску и разрезать на 6 равных частей. Каждую часть раскатать в жгут длиной 12 см. Обычно делают это двумя способами: или тесто выкладывают на стол и двумя ладонями от центра раскатывают к краям. Или же берут тесто и раскатывают его на весу между ладонями.

Край каждого жгута поочерёдно смочить небольшим количеством воды комнатной температуры и скрепить края, образовывая кольцо.

Аккуратно порциями опустить сушки в кипящую воду.

Варить их на среднем огне, пока все сушки не всплывут. Важно: сушки иногда прилипают ко дну, поэтому, если часть не всплывает, аккуратно помогите им лопаткой (отделяются легко, форму не теряют). Как только сушки всплыли — варить ещё одну минуту.

Готовые сушки разложить на полотенце подсохнуть. Так же приготовить оставшиеся сушки.

Сушки с полотенца переложить на противень.

Выпекать сушки в середине разогретой духовки 25 минут до красивого румяного цвета.

Готовые сушки вынуть из духовки, остудить.

Приятного аппетита!


назад

Яблочный кекс с кокосовой стружкой

вперед

Баклажаны по-китайски

назад

Яблочный кекс с кокосовой стружкой

вперед

Баклажаны по-китайски

Время приготовления: 1 час

Время приготовления: 45 мин

Время приготовления: 40 мин

Время приготовления: 1 час 30 мин

Время приготовления: 2 часа 40 мин

Время приготовления: 60 мин

Время приготовления: 30 мин

Время приготовления: 2 часа 30 мин

вверх Генерация пароля
Warning: include(/var/www/nehudeem/data/www/html/wp-includes/custom/debug.php): failed to open stream: No such file or directory in
/var/www/nehudeem/data/www/html/wp-content/themes/neptune-by-osetin/footer.php
on line 77

Warning: include(/var/www/nehudeem/data/www/html/wp-includes/custom/debug.php): failed to open stream: No such file or directory in /var/www/nehudeem/data/www/html/wp-content/themes/neptune-by-osetin/footer.php on line 77

Warning: include(): Failed opening ‘/var/www/nehudeem/data/www/html/wp-includes/custom/debug.php’ for inclusion (include_path=’.:/opt/php73/share/pear’) in /var/www/nehudeem/data/www/html/wp-content/themes/neptune-by-osetin/footer.php on line 77

633705 SX633 705воск для сушки! с водоотталкивающим и грязеотталкивающим эфф SONAX

Vrum-shop.ru специализируется на поставке и реализации качественных автомобильных запчастей. Предлагаем широкий ассортимент деталей для ремонта и обслуживания легкового и грузового автотранспорта. У нас доступные цены, сжатые сроки поставок и компетентная помощь специалиста при подборе. Чтобы купить 633705 SX633 705воск для сушки! с водоотталкивающим и грязеотталкивающим эфф SONAX по выгодной цене в Екатеринбурге, Златоусте, Нягане заполните заявку на сайте или свяжитесь с менеджерами напрямую. Мы работаем с частными автовладельцами и юридическими лицами.

633705 SX633 705воск для сушки! с водоотталкивающим и грязеотталкивающим эфф SONAX в наличии и под заказ

Почему выгодно купить 633705 SX633 705воск для сушки! с водоотталкивающим и грязеотталкивающим эфф в интернет-магазине vrum-shop.ru?

  • Мы максимально заинтересованы в высоком качестве своих услуг и товаров.
  • Мы сотрудничаем с авторитетными производителями и официальными дистрибьюторами, которые разделяют наши ценности. Брак или контрафакт – это не про нас.
  • Мы поставляем оригинальные автокомпоненты и аналоги, изготовленные с учетом требований автозавода-изготовителя.

Заказав 633705 SX633 705воск для сушки! с водоотталкивающим и грязеотталкивающим эфф из нашего каталога, вы оперативно получите высококачественную деталь. Доставку осуществляем собственными силами по Екатеринбургу и в города-спутники, силами ТК в другие регионы.

Цены на 633705 SX633 705воск для сушки! с водоотталкивающим и грязеотталкивающим эфф SONAX в каталоге vrum-shop.ru

Мы поддерживаем оптимальные расценки, выигрывая у многих поставщиков региона и страны. Уточнить стоимость нужной вам детали можно у наших специалистов. Они помогут подобрать необходимую модификацию под ваш автомобиль, расскажут, как оформить заказ, ответят на ваши вопросы.

Все запчасти поставляются с гарантией от производителя.

Рецепт сушки с фаршем. Калорийность, химический состав и пищевая ценность.

Нутриент Количество Норма** % от нормы в 100 г % от нормы в 100 ккал 100% нормы
Калорийность 338.9 кКал 1684 кКал 20.1% 5.9% 497 г
Белки 8.8 г 76 г 11.6% 3.4% 864 г
Жиры 21.9 г 56 г 39.1% 11.5% 256 г
Углеводы 26 г 219 г 11.9% 3.5% 842 г
Органические кислоты 0.1 г ~
Пищевые волокна 1.8 г 20 г 9% 2.7% 1111 г
Вода 25 г 2273 г 1.1% 0.3% 9092 г
Зола 0.9828 г ~
Витамины
Витамин А, РЭ 22.4 мкг 900 мкг 2.5% 0.7% 4018 г
Ретинол 0.022 мг ~
бета Каротин 0.005 мг 5 мг 0.1% 100000 г
Витамин В1, тиамин 0.066 мг 1.5 мг 4.4% 1.3% 2273 г
Витамин В2, рибофлавин 0.055 мг 1.8 мг 3.1% 0.9% 3273 г
Витамин В4, холин 21.64 мг 500 мг 4.3% 1.3% 2311 г
Витамин В5, пантотеновая 0.129 мг 5 мг 2.6% 0.8% 3876 г
Витамин В6, пиридоксин 0.033 мг 2 мг 1.7% 0.5% 6061 г
Витамин В9, фолаты 2.155 мкг 400 мкг 0.5% 0.1% 18561 г
Витамин В12, кобаламин 0.045 мкг 3 мкг 1.5% 0.4% 6667 г
Витамин C, аскорбиновая 1.72 мг 90 мг 1.9% 0.6% 5233 г
Витамин D, кальциферол 0.19 мкг 10 мкг 1.9% 0.6% 5263 г
Витамин Е, альфа токоферол, ТЭ 2.914 мг 15 мг 19.4% 5.7% 515 г
Витамин Н, биотин 1.897 мкг 50 мкг 3.8% 1.1% 2636 г
Витамин РР, НЭ 1.431 мг 20 мг 7.2% 2.1% 1398 г
Ниацин 0.465 мг ~
Макроэлементы
Калий, K 87.07 мг 2500 мг 3.5% 1% 2871 г
Кальций, Ca 18.36 мг 1000 мг 1.8% 0.5% 5447 г
Магний, Mg 9.66 мг 400 мг 2.4% 0.7% 4141 г
Натрий, Na 222.93 мг 1300 мг 17.1% 5% 583 г
Сера, S 26.38 мг 1000 мг 2.6% 0.8% 3791 г
Фосфор, P 58 мг 800 мг 7.3% 2.2% 1379 г
Хлор, Cl 17.76 мг 2300 мг 0.8% 0.2% 12950 г
Микроэлементы
Алюминий, Al 586.2 мкг ~
Бор, B 34.5 мкг ~
Железо, Fe 0.905 мг 18 мг 5% 1.5% 1989 г
Йод, I 2.24 мкг 150 мкг 1.5% 0.4% 6696 г
Кобальт, Co 1.724 мкг 10 мкг 17.2% 5.1% 580 г
Марганец, Mn 0.0422 мг 2 мг 2.1% 0.6% 4739 г
Медь, Cu 22.67 мкг 1000 мкг 2.3% 0.7% 4411 г
Молибден, Mo 0.517 мкг 70 мкг 0.7% 0.2% 13540 г
Никель, Ni 0.517 мкг ~
Олово, Sn 12.07 мкг ~
Рубидий, Rb 82.1 мкг ~
Селен, Se 2.733 мкг 55 мкг 5% 1.5% 2012 г
Стронций, Sr 68.97 мкг ~
Титан, Ti 15.52 мкг ~
Фтор, F 10.09 мкг 4000 мкг 0.3% 0.1% 39643 г
Хром, Cr 0.69 мкг 50 мкг 1.4% 0.4% 7246 г
Цинк, Zn 0.2422 мг 12 мг 2% 0.6% 4955 г
Цирконий, Zr 8.62 мкг ~
Усвояемые углеводы
Крахмал и декстрины 24.224 г ~
Моно- и дисахариды (сахара) 1.8 г max 100 г
Глюкоза (декстроза) 0.2241 г ~
Сахароза 1.1207 г ~
Фруктоза 0.2069 г ~
Незаменимые аминокислоты 0.0493 г ~
Аргинин* 0.0957 г ~
Валин 0.0707 г ~
Гистидин* 0.0317 г ~
Изолейцин 0.0586 г ~
Лейцин 0.1017 г ~
Лизин 0.0879 г ~
Метионин 0.0379 г ~
Метионин + Цистеин 0.0655 г ~
Треонин 0.0595 г ~
Триптофан 0.0207 г ~
Фенилаланин 0.0631 г ~
Фенилаланин+Тирозин 0.1095 г ~
Заменимые аминокислоты 0.1143 г ~
Аланин 0.0712 г ~
Аспарагиновая кислота 0.1181 г ~
Глицин 0.0433 г ~
Глутаминовая кислота 0.1905 г ~
Пролин 0.0397 г ~
Серин 0.0848 г ~
Тирозин 0.0466 г ~
Цистеин 0.0272 г ~
Стеролы (стерины)
Холестерин 49.14 мг max 300 мг
бета Ситостерол 10.3448 мг ~
Насыщенные жирные кислоты
Насыщеные жирные кислоты 0.9 г max 18.7 г
14:0 Миристиновая 0.0034 г ~
15:0 Пентадекановая 0.0009 г ~
16:0 Пальмитиновая 0.4974 г ~
17:0 Маргариновая 0.0026 г ~
18:0 Стеариновая 0.2879 г ~
20:0 Арахиновая 0.0181 г ~
22:0 Бегеновая 0.0362 г ~
Мононенасыщенные жирные кислоты 1.6595 г min 16.8 г 9.9% 2.9%
16:1 Пальмитолеиновая 0.0336 г ~
17:1 Гептадеценовая 0.0009 г ~
18:1 Олеиновая (омега-9) 1.5784 г ~
20:1 Гадолеиновая (омега-9) 0.0034 г ~
Полиненасыщенные жирные кислоты 3.2017 г от 11.2 до 20.6 г 28.6% 8.4%
18:2 Линолевая 3.1879 г ~
18:3 Линоленовая 0.0052 г ~
20:4 Арахидоновая 0.0086 г ~
Омега-6 жирные кислоты 0.1 г от 4.7 до 16.8 г 2.1% 0.6%

Сушки Fleur Alpine Таралли итальянские 125 г

Сушки итальянские ТАРАЛЛИ FleurAlpineна оливковом масле первого холодного отжима:

  • Имеют короткий и простой состав: мука пшеничная, вода, оливковое масло первого холодного отжима, морская соль
  • Органический продукт, произведен и сертифицирован в соответствии с Регламентами Европейского Союза № 834/2007 и № 889/2008 об органическом сельском хозяйстве
  • Сушки ТАРАЛЛИ FleurAlpine производятся на юге Италии в регионе Апулия

ВАЖНАЯ ИНФОРМАЦИЯ: могут содержать следы семян кунжута и молока.При вводе новых продуктов в рацион ребенка обязательно требуется консультация педиатра.

Традиционные итальянские сушки ТАРАЛЛИ FleurAlpine– уникальный продукт, в котором  пшеничная мукаизумительно сочетается со вкусом настоящего оливкового масла и его нежным ароматом, слегка солоноваты.Консистенция сушек – средне-твердая, хрустящая, они легко и быстро рассыпаются во рту, оставляя приятное послевкусие.  Являются отличной альтернативой сухарикам, бубликам и хлебу. ТАРАЛЛИ – сушки для всей семьи, которые родители могут предложитьмалышу, когда в его меню уже входят продукты общего стола.

Хранить в сухом прохладном месте изолированно от источников сильного нагрева или охлаждения при температуре от +6°С до +25°С и относительной влажности воздуха не более 75%. Для детского питания после вскрытия употребить в течение недели. 

Состав: мука пшеничная*, вода, оливковое масло первого холодного отжима*, морская соль

*органическое сельское хозяйство соответствует законодательству ЕС (Регламенты ЕС №834/2007, №889/2008)

Могут содержать следы семян кунжута и молока.

На 100 г продукта: 

  • Энергетическая ценность – 1879,19 кДж/446,53 ккал
  • Белки – 11,1 г
  • Жиры – 14,33 г
  • Углеводы – 67,64 г

Возраст: для всей семьи

Масса нетто: 125 г

Срок годности: 9 месяцев

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

  • В вашем браузере отключены файлы cookie. Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
  • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались. Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
  • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
  • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г., браузер автоматически забудет файл cookie. Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
  • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie. Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с системным администратором.

Почему этому сайту требуются файлы cookie?

Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


Что сохраняется в файле cookie?

Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

Определение сухого состояния по Merriam-Webster

\ Drī \ сушилка также сушилка \ Drī (- ə) r \; самый сухой и самый сухой \ ˈDrī- əst \

: не содержит или относительно не содержит жидкости, особенно воды. Сначала смешайте сухие ингредиенты.сухой как кость

б : не находится в воде или под водой счастлив быть на суше

c метеорология : без осадков и влажности. сухой климат

: характеризуется исчерпанием запаса жидкости. сухой колодец

б геология : без проточной воды сухой овраг

c : без естественной влаги В горле пересохло.сухие листья

d : больше не липкие и влажные Краска еще не высохла.

е : не дает молока сухая корова

ж : без свежести : несвежий

: с отсутствием или скудностью выделений. сухой кашель

б : без слез и без слез сухое рыдание

4 устаревший : без кровопролития и утопления Я хотел бы умереть сухой смертью — Уильям Шекспир

: отмечен отсутствием спиртных напитков. сухая вечеринка

б : , запрещающий производство или распространение алкогольных напитков сухой графство

6 : подается или съедается без масла или маргарина. сухой тост

7 алкоголь а : без сладости : сек сухое шампанское

б : содержащий весь или большую часть сахара, сброженного до спирта сухое вино сухое пиво

: твердое, а не жидкое сухие продукты

б : измельченный до порошка или хлопьев : обезвоженный сухое молоко c : торговля галантереей и прочими нескоропортящимися товарами После завтрака мы направляемся на мокрый рынок на улице Грэм-стрит в Гонконге.На мокром рынке продаются продукты питания; на соседнем сухом рынке можно купить одежду, обувь и другие товары розничной торговли. — Руди Макса

9 : работа без смазки сухое сцепление

11 : не требует жидкости при приготовлении или эксплуатации процесс сухого ксерокопирования

12а : не проявляет и не передает тепла, энтузиазма или нежности : суровый сухой стиль живописи c : без украшений : простая 13а : не дает ожидаемых или желаемых результатов : непродуктивно писатель переживает период засухи

б : отсутствие личной предвзятости или эмоционального беспокойства сухой свет разума

14 : отмечен прозаичной, ироничной или лаконичной манерой выражения. у сухого остроумия очень сухое чувство юмора

15 : не хватает качественного звука сухой хриплый голос

16 : — это пробный прогон сухая репетиция

2 : что-то сухое особенно : сухое место

Сушка в обрабатывающей промышленности

Предисловие ix

1 Введение 1

2 Сушка как часть общего процесса 9

2.1 Остаточная влажность / 9

2.2 Оптимизация этапа обезвоживания / 10

2.3 Изменения процесса для упрощения сушки / 10

2.4 Комбинация сушки и других этапов процесса / 12

2.5 Нетепловая сушка / 15

2.6 Изменения процесса в Избегайте сушки / 17

2.7 Нет сушки / 19

3 Процедуры выбора осушителя 21

3.1 Схемы выбора / 21

3.2 Переработка жидкостей, суспензий и паст / 31

3.3 Специальные методы сушки / 33

3.4 Некоторые дополнительные комментарии / 34

3.5 Испытания малых сушилок / 37

3.6 Примеры выбора сушилки / 38

4 Конвективная сушка 41

4.1 Общие аспекты непрерывной конвекции Сушилки / 42

4.2 Давление насыщенного водяного пара / 43

4.3 Температура влажного термометра / 44

4.4 Температура адиабатического насыщения / 46

4.5 График влажности / 47

4.6 Взаимодействие воды и материала / 49

4.7 Сушка с дополнительным материалом / 52

4.8 Скорости газа / 54

4.9 Тепловые потери / 55

4.10 Потребление электроэнергии / 57

4.11 Прочие аспекты / 59

4.12 Материал Баланс (кг · ч − 1) / 61

4,13 Тепловой баланс (кДж · час − 1) / 61

4,14 Удельная теплоемкость твердых тел / 63

4.15 Потоки газа и мощность вентилятора / 64

4.16 Прямой нагрев сушки Воздух / 65

5 Непрерывная сушка в псевдоожиженном слое 67

5.1 Общее описание / 67

5.2 Теория псевдоожижения / 70

5.3 Теория сушки для прямоугольных сушилок / 76

5.4 Удаление связанной влаги с продукта в прямоугольной сушилке / 88

5.5 Круглые сушилки с псевдоожиженным слоем / 90

6 Ротационная сушка с непрерывным нагревом 99

6.1 Общее описание / 99

6.2 Методы проектирования / 103

7 Мгновенная сушка 117

7.1 Общее описание / 117

7.2 Методы проектирования / 120

7.3 Сушка за секунды / 122

7.4 Применение методов проектирования / 126

8 Распылительная сушка 133

8.1 Общее описание / 133

8.2 Форсунка для одинарной жидкости / 138

8,3 Ротационный распылитель / 143

8,4 Пневматическое сопло / 145

8,5 Качество продукта / 149

8,6 Теплота кристаллизации / 153

8,7 Извлечение продукта / 154

8,8 Транспортировка продукта / 154

8.9 Методы проектирования / 155

9 Разные конвективные сушилки непрерывного действия и конвективные сушилки периодического действия 163

9.1 Конвейерные сушилки / 164

9.2 Турбосушилка Wyssmont / 169

9,3 Nara Media Flash Slurry Dryer / 170

Сушилка / 172

9,5 Hazemag Rapid Dryer / 174

9,6 Комбинированная система измельчения и сушки / 176

9,7 Сушилка с псевдоожиженным слоем периодического действия / 178

9,8 Атмосферная лотковая сушилка / 182

9.9 Центрифуга-сушилка / 184

10 Атмосферные контактные сушилки 189

10.1 Пластинчатые сушилки / 189

10.2 Контактные сушилки с мягким перемешиванием (лопастные сушилки) / 193

10,3 Контактные сушилки с сильным перемешиванием / 198

Пленочные сушилки / 202

10,5 барабанные сушилки / 204

10,6 паротрубные сушилки / 208

10,7 спиральные конвейерные сушилки / 212

10,8 атмосферные сушилки периодического действия с перемешиванием / 213

11 Вакуумная сушка 217 .1 Вакуумная сушка / 219

11,2 Сублимационная сушка / 232

11,3 Вакуумные насосы / 242

12 Сушка паром 251

12,1 Сушилка для сахарной свеклы / 252

12,2 GEA Exergy Barr –

Сушилка для канифоли 12.3 Преимущества непрерывной сушки паром / 257

12.4 Недостатки непрерывной сушки паром / 257

12.5 Дополнительные примечания относительно непрерывной сушки паром / 258

12.6 Eirich Evactherm Dryer / 258

13 Радиационная сушка 263

130003.1 Диэлектрическая сушка / 264

13.2 Инфракрасная сушка / 278

14 Качество продукции и защитная сушка 289

14.1 Качество продукции / 289

14.2 Защитная сушка / 291

15 Непрерывный контроль влажности, измерение влажности и рекуперация энергии 313

15.1 Методы непрерывного измерения влажности твердых тел / 313

15.2 Методы непрерывного измерения влажности газов / 321

15.3 Управление процессом осушителя / 327

15,4 Рекуперация энергии / 335

16 Методы разделения газа и твердого вещества 339

16,1 Циклоны / 340

16,2 Тканевые фильтры / 343

16,3 Скрубберы / 346

16,4 Электростатики 349

17 Подающее оборудование сушилки 357

17.1 Сушилки с псевдоожиженным слоем / 358

17.2 Ротационные сушилки прямого нагрева / 360

17.3 Сушилки мгновенного нагрева / 360

17.4 распылительных сушилки / 361

17,5 конвейерные сушилки / 361

17,6 Hazemag Rapid Dryer / 363

17,7 Anhydro Spin Flash Dryer / 365

17,8 Пластинчатые сушилки / 365

17,9 Сильно перемешиваемые вертикальные тонкие сушилки / 365 9,103 -Сушилки для пленок и барабанные сушилки / 365

Обозначение 369

Индекс 377

Восстановительная сушка с нагревом (часть 2)

Часть 2

В первой части этой серии обсуждались некоторые происходящие физические изменения когда вы добавляете тепло воде и влажным материалам.Это была научная сторона темы. Теперь, во второй части, мы расширяем эти знания до повседневного применения тепла при восстановительных работах по сушке.

Существует несколько философских взглядов на использование тепла при реставрационной сушке. Во-первых, сторонники «только тепла» утверждают, что ТЕПЛО — это все, что вам нужно. Применяется исключительно и универсально для всех проектов сушки. Они выводят испаренную воду за пределы конструкции, полагаясь на внешний воздух, чтобы обеспечить более низкое давление пара, необходимое для эффективной сушки.Конечно, чем выше влажность наружного воздуха, тем выше должна быть температура влажных материалов. Кроме того, есть те, кто использует тепло как еще один инструмент, используя наружный воздух, когда это целесообразно и удобно, но чаще всего сочетает тепло с осушением LGR и стратегиями воздушного потока.

Сколько тепла? Где и когда?

Большой вопрос: «Сколько тепла?» Сколько БТЕ я должен принести на работу? В настоящее время нет установленных стандартов для определения размеров нагревателя для реставрационных работ.Некоторые распространенные калькуляторы HVAC говорят вам, что для помещения объемом 1000 кубических футов со средней изоляцией 2000 БТЕ поднимут температуру на 10 ° F, а в той же комнате с плохой изоляцией требуется 4200 БТЕ. Эти цифры не принимают во внимание потребность около 1000 БТЕ для испарения каждой пинты воды и тепловую нагрузку от повышения температуры материалов.

Фактический процесс определения размеров обогревателей для любой конкретной ситуации будет включать профессиональную оценку, которая учитывает несколько переменных, таких как: внешняя погода, тип конструкции, продолжительность увлажнения, затронутые материалы и отделка, а также близость к жилым помещениям.Кроме того, часто бывает несъемное, встроенное или специальное содержимое, другое реставрационное оборудование и широкий спектр проблем, связанных с температурой, специфичных для работы. Имейте в виду, что тепловая сушка специально улучшает условия, выходящие за рамки тех, которые обычно возникают при сезонных колебаниях. При выборе нагревателя следует учитывать способность сушильной камеры рассеивать тепло и контролировать повышенную влажность воздуха. Реставратор должен предварительно определить температуру, которую необходимо достичь, и использовать термостат, чтобы оставаться в этом диапазоне.

Некоторые специалисты по реставрации используют тепло в основном для тяжелых и плотных материалов, таких как бетон, штукатурка и кладка. Тепло также эффективно для сушки деревянной конструкции здания. Конструкционные балки и брус достаточно толстые, поэтому при их тщательном увлажнении высыхание может занять очень много времени. Сушка строительных пиломатериалов с помощью тепла — одно из наиболее предсказуемых и щадящих способов применения тепла. Возможно, будет полезно потренироваться на открытых конструктивных элементах, прежде чем переходить к более чувствительным приложениям.

Самый простой способ подать тепло — это начало сушки, когда на поверхности много влаги, которая очень быстро реагирует на тепло, потому что ей не нужно диффундировать через материал. На этой стадии сушки быстрое испарение, которое возможно при добавлении тепла, может повысить точку росы воздуха по сравнению с температурами остальной части конструкции. Это может привести к нежелательной конденсации (часто в скрытых местах) и вторичному повреждению конструкции.Эта нежелательная конденсация встречается довольно часто, особенно при наличии более прохладных поверхностей.

Большинство реставрационных компаний сосредоточены на мониторинге пострадавших территорий. При тепловой сушке важно также знать, что происходит на ранее незатронутых участках. Отсутствие пароизоляции на внутренних стенах и потолках, а также количество проходов для инженерных сетей и систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха делают повышение уровня влажности в незатронутых помещениях практически неизбежным. Часто возможный конденсат сушат по мере продолжения процесса восстановления, но это важно контролировать и проверять.

Если у вас нет избытка БТЕ для фокусировки на небольшой площади, будет сложно перегреть фактическую влажную поверхность, потому что БТЕ, необходимые для испарения, будут иметь охлаждающий эффект. Но по мере высыхания поверхности это испарительное охлаждение уменьшается, и его температура может очень быстро повыситься. Вот почему важно внимательно следить за выполнением работы при использовании тепла.

Валентинский ужин с розой, свечами, подарочной коробкой, конфетами и двумя бокалами белого вина на карминном бархатном фоне.

Некоторые общие концепции

Есть несколько общих концепций, используемых при определении максимальной температуры, которая должна быть безопасно достигнута. Конструкции и их содержимое представляют собой сложную смесь различных тканей, дерева, пластика, металлов и отделки. Некоторые материалы легче повредить при высокой температуре, в то время как другие могут выдерживать более высокие температуры без последствий. Предметы интерьера, такие как свечи, растения и аквариумы, чувствительны к температуре, как и некоторые продукты, такие как конфеты и вино.

Оплавление может быть проблемой, но чаще вы будете видеть слабость / разрушение материала, происходящее далеко за пределами плавления, как это происходит с пластиковыми мини-жалюзи.Следите за пересыханием деревянных элементов отделки, которые могут вызвать необратимую усадку и растрескивание. Белый клей, используемый в некоторых карнизах и пиломатериалах, соединенных пальцами, начинает размягчаться при температуре около 90 ° F. Таким образом, если в молдинге возникнут внутренние напряжения, стыки могут сместиться.

Согласно Gypsum Association, гипсокартон (гипсокартон) не должен подвергаться воздействию температур выше 125 ° F в течение длительного периода времени, потому что кристаллы гипса теряют гидратацию воды и резко ухудшаются огнестойкость (https: // www. .gypsum.org/). Состав для шва гипсокартона обычно хорош, но зависит от надлежащих условий смешивания / нанесения / отверждения, которые не известны реставратору.

Как правило, все, что превышает 95 ° F, попадает в зону внимательного отношения. Тем, кто выберет температуру 120 ° F, будет разумно начать с малого и внимательно следить за результатами, пока не разовьется хорошее профессиональное чувство быстрых изменений и потенциально опасных условий. Температура на выходе любого нагревателя будет на несколько градусов выше желаемой целевой температуры.Следите за тем, чтобы горячий воздух не попадал прямо на чувствительные поверхности, такие как паркетный пол (см. Рис. 1). При нагревании пол очень легко сжимать и деформировать. Это связано с тем, что деревянный пол имеет асимметричный профиль испарения, то есть испарение его верхней поверхности сильно отличается от испарения нижней. Полы из твердых пород дерева при необходимости можно заменить; но паркетные полы, пропитанные водой, обычно удаляются. За любой хрупкой или тонкой конструкцией следует внимательно следить, чтобы не растрескаться или не пересохнуть.Имейте в виду, что удаление слишком большого количества воды из материала может вызвать значительную усадку, которая для большинства материалов может быть необратимой.

Сосредоточение тепла вокруг влажного материала — постоянная проблема, потому что горячий воздух менее плотный, чем более холодный воздух, поэтому он всегда пытается подняться к потолку. Направление тепла на влажные материалы, а затем установка палатки с полиэтиленовой пленкой или плавание ковра с нагретым воздухом являются обычными методами. Там, где установка небольших палаток нецелесообразна, обычный метод заключается в использовании существующей конструкции для создания сушильной камеры и использовании движения воздуха для передачи тепла и перемещения влаги.

Дополнительное тепло необходимо в более прохладных условиях для ускорения высыхания, но тепло может помочь практически везде, где температура поверхности влажных материалов ниже 75 ° F. Тепло также можно использовать для других методов сушки. Например, в прохладной окружающей среде он может довести температуру до эффективного рабочего диапазона осушителей. Достижения в технологии LGR привели к появлению осушителей с рабочим диапазоном до 125 ° и приспособлений для предварительного охлаждения, которые увеличивают скорость удаления воды при повышенных температурах.Эти достижения могут предоставить специалисту по реставрации все преимущества использования тепла для повышения давления пара влажных материалов, в то же время позволяя использовать осушители для снижения давления пара в воздухе. При использовании переносных адсорбционных осушителей в холодную погоду к входящему в реактивацию воздуху можно подавать тепло для повышения эффективности регенерации; это может обеспечить заметно более сухой технологический воздух. Есть много сложных способов успешно использовать тепло, как любой мощный инструмент.Но также можно добиться большого успеха, используя только основы тепла, удаления влаги и движения воздуха.

Слишком быстрая сушка

Некоторые люди считают, что тепло может загнать влагу глубже в материал. После воздействия тепла на материал в течение некоторого периода времени они увидели, как испарение уменьшается, и, согласно неинвазивным приборам, материал кажется сухим. Дело в том, что если приложить слишком много тепла или воздуха, поверхностный слой высохнет; скорость испарения падает по мере того, как движение влаги наружу за счет капиллярного действия и диффузии уменьшается из-за пониженной проводимости сухого поверхностного слоя.Эту проблему часто называют «закалкой». Поверхность высыхала слишком быстро… быстрее, чем внутренняя влага могла выйти на поверхность. Это похоже на испеченную буханку хлеба — твердая корочка с влажной внутри. Внешняя поверхность не должна высыхать быстрее, чем влага может перейти на поверхность. Цементная закалка может быть очень обманчивой, потому что материал выглядит сухим и кажется сухим. Решением этой проблемы является проверка с помощью измерителя проникающего типа. Если внутреннее пространство выглядит влажным, значит, материалу требуется некоторое время, чтобы восстановить распределение влаги.Не раз оборудование снималось с работы только для того, чтобы внутренняя влага выходила на поверхность и вызывала такие проблемы, как нанесение отделки на еще влажные материалы.

Стандарты и сертификаты

Существуют некоторые разногласия, ставящие под сомнение ценность сертификатов агентств по стандартизации для сушильного оборудования. Особенно подвержено этим вопросам отопительное оборудование. Суть в том, что сертификаты UL и ETL не могут гарантировать защиту от ответственности за качество продукции, но они помогают гарантировать, что (за исключением грубой небрежности) оператор не упадет до суммарного обнаружения неисправности.Наличие этих сертификатов чрезвычайно важно, поскольку они показывают через признанную третью сторону, что оборудование соответствует добросовестным, общепризнанным национальным стандартам безопасности и производительности. Сертификаты UL и ETL (см. Рис. 2) обеспечат вам и вашему оборудованию хотя бы первоначальную положительную репутацию в глазах закона. Тем не менее, знание и ответственное использование нагревательного оборудования может помочь или сломать дело, если что-то пойдет не так.

В конце концов, реставратор обязан сбалансировать содержание воды в материале и температуру сушки с вашей скоростью удаления влаги в зависимости от доступного оборудования… при этом не забывая, какую температуру могут выдерживать материалы без повреждений.Эти факторы работают вместе, чтобы определить вашу оптимальную настройку для текущих условий работы.

Ларри Карлсон ; Менеджер по реставрации, Phoenix Restoration Equipment
Майк Стеффес ; Лаборант ООО «Терма-Стор»

Реставрационная сушка при нагревании (Часть 1)

ЧАСТЬ 1

Это определенно ГОРЯЧАЯ тема. Тема может быть эмоциональной для сторонников и противников; использование и применение научных принципов очень серьезно обсуждается даже между защитниками тепла.К этому добавляется зловещий потенциал судебных исков и судебных издержек. Некоторые реставраторы боятся даже произнести слово ТЕПЛО. Эта статья должна помочь специалистам по реставрации лучше понять тепло, его последствия и его применение при сушке реставрации. Эта серия из двух частей даст вам достаточно информации, чтобы понять, как работает тепло, и избавиться от некоторых распространенных ошибок и заблуждений, связанных с нагревом. Часть 1 посвящена науке и свойствам тепла, воды и испарения.Вторая часть будет больше посвящена приложениям для тепловой сушки, а также некоторым советам по эффективному и рентабельному использованию тепла.

Важно понимать, что все сохнут от тепла. «Все сохнут от тепла», потому что воде требуется значительное количество тепла (энергии), чтобы превратиться из жидкости в пар. Не менее важно понимать, что «значительное количество тепла» — это не то же самое, что «высокая температура». Количество тепла в чем-то — это не то же самое, что и его температура.

Тепло можно измерить, как и температуру. Один из способов измерения тепла — это британские тепловые единицы (BTU). BTU — это достаточно тепла, чтобы поднять температуру пинты воды на 1 ° F; одна БТЕ — это не много тепла. Если у вас есть галлон воды, которую вы хотите нагреть от прохладной до горячей; от 50 ° F до примерно 120 ° F, потребуется добавить около 560 БТЕ (8 пинт x изменение 70 ° F).

Для испарения требуется значительно больше тепла (см. Рис. 1). Для испарения пинты воды требуется чуть больше 1000 БТЕ, и это даже без изменения ее температуры.Причина, по которой для испарения воды требуются все эти БТЕ, заключается в том, что молекулам воды необходимо поглощать достаточно тепловой энергии, чтобы оттолкнуться друг от друга — им необходимо преобразоваться из жидкости (близко друг к другу) в пар (далеко друг от друга). Испарение не требует изменения температуры; испарение — это фазовый переход. Пинта воды испарится при 70 ° F, а водяной пар будет при 70 ° F, все эти 1000 БТЕ используются для фазового перехода, необходимого для преобразования жидкой воды в водяной пар. Фунт воздуха при 70 ° F и относительной влажности 25% содержит около 21 БТЕ.Фунт воздуха при температуре 70 ° F и относительной влажности 90% содержит 32 БТЕ. Та же температура, но примерно на 60% больше теплоты. Эти дополнительные БТЕ называются скрытой теплотой, потому что они не проявляются в температуре; они обнаруживают себя только при измерении содержания влаги.

Все пары оказывают давление; называется давлением пара. При реставрации предполагается, что давление пара относится к воде. Давление пара — это парциальное давление. Все газы и пары в воздухе имеют собственное парциальное давление.Они увеличивают атмосферное давление. При любой заданной температуре в воздухе может существовать максимальное количество водяного пара. Этот максимум и есть давление насыщенного пара. Давление пара часто измеряется в дюймах ртутного столба (дюймах ртутного столба). Вес водяного пара в воздухе измеряется в зернах на фунт (GPP).

При повышении температуры воздуха количество влаги в воздухе (GPP) не изменяется, поэтому давление пара не меняется, но увеличивается максимально возможное давление пара (в более теплом помещении может существовать больше крупинок воды. воздуха).У жидкой воды действительно есть давление пара, и оно зависит от температуры. Если вы повысите температуру воды во влажном материале, вы увеличите давление пара.

Перепад давления пара вызывает испарение. Но температура — это один из основных факторов, влияющих на то, как быстро это происходит. Температура на поверхности влажного материала определяет давление насыщенного пара. Чем выше эта температура, тем выше будет давление пара. Давление пара в воздухе можно определить по его температуре и относительной влажности (давление пара можно найти на психрометрической диаграмме рядом с количеством зерен на фунт).Предполагая достаточный воздушный поток, чем больше разница между этими двумя давлениями пара, тем выше скорость испарения. И наоборот, чем меньше разница, тем меньше скорость испарения. Если окружающий воздух уже насыщен, материал не высохнет. При использовании нагрева для сушки материалов цель состоит в том, чтобы максимизировать перепад давления пара путем добавления тепла для обеспечения достаточного испарения без чрезмерного повышения температуры, а не сосредоточения внимания на контроле содержания влаги в воздухе путем осушения.

Сравнение стратегии контроля температуры и контроля влажности показано в следующем примере. Поскольку равновесное содержание влаги (EMC) в древесине и других гигроскопичных материалах связано с относительной влажностью воздуха, оно является хорошим ориентиром для определения минимально возможного содержания влаги во время сушки. Воздух при температуре 80 ° F и относительной влажности 23% имеет относительную влажность 35 галлонов на миллион и в конечном итоге высушивает древесину до ЭМС 4,9%. Воздух при температуре 100 ° F и относительной влажности 23% имеет коэффициент влажности 65 галлонов на миллион и в конечном итоге высушивает древесину до EMC, равного 4.7%, но скорость испарения будет намного выше, потому что более теплые поверхности будут производить более высокое давление пара. Работа с температурой 100 ° F потребует более тщательного наблюдения за некоторыми проблемами, связанными с нагревом, которые обсуждались в части 2. Понимание того, как точно настроить скорость испарения, может помочь в выборе оборудования по мере выполнения работы по сушке.

«Сколько тепла?» это простой вопрос, но ответ может меняться от работы к работе… и от начала до конца одной и той же работы. Эти изменения задания на задание будут обсуждаться в части 2, но основная причина изменения «от начала до конца» заключается в том, что, когда материалы влажные, испаряющаяся влага защищает их от перегрева.В процессе работы и высыхания нагрев может вызвать проблемы с некоторыми материалами, если температура не контролируется.

Теплый воздух обычно используется для передачи тепла конструкции (и влаге) посредством конвекции, как в конвекционной печи. Источник тепла нагревает воздух, а затем воздух нагревает конструкцию и жидкую воду. Некоторое обогревание небольших площадей можно осуществить с помощью инфракрасных (ИК) «тепловых ламп», но нагревательные лампы слишком неэффективны для больших площадей. Тепловые лампы используют инфракрасное излучение для передачи тепла; это передача в пределах прямой видимости.Тепло идет туда, куда нацелено, не нагревая воздух по пути. Конвекция (горячий воздух) и излучение (ИК) — два основных механизма, используемых для передачи тепла при сушке реставраций.

Существует несколько различных способов создания конвективного тепла при сушке. Установки прямого нагрева помещают дымовые газы в поток нагретого воздуха. Нагреватели непрямого действия отделяют камеру сгорания от потока нагретого воздуха, подобно топке с принудительной подачей воздуха. Оборудование для водяного отопления (см. Рис.1) нагревает жидкость (обычно смесь пропиленгликоля и воды пищевого качества), затем перекачивает горячую жидкость по шлангам к одному или нескольким фанкойлам, расположенным внутри конструкции. И, конечно же, отопительные агрегаты с электроприводом. Некоторые системы обогрева делают упор на направление нагретого воздуха непосредственно на влажные материалы, тогда как другие нагревают всю пораженную область.

Неэлектрические источники тепла могут быть разработаны для использования любого из широко доступных видов топлива, например природного газа, пропана или дизельного топлива.Некоторые из них позволяют изменять вид топлива в полевых условиях.

Часть 2 будет продолжена в области применения и предложит несколько полезных советов по нагреву.

Ларри Карлсон ; Менеджер по реставрации, Phoenix Restoration Equipment
Майк Стеффес ; Лаборант ООО «Терма-Стор»

Переходы смачивания при высыхании капель на мягких материалах

Высыхание капель на жестких и податливых подложках

В экспериментах одна капля воды ( V помещалась = 71.9 ± 8,7 нл) помещали на стеклянную подложку, покрытую поли (диметилсилоксаном) (PDMS Sylgard 184, далее сокращенно PDMS), которая находилась внутри камеры для окружающей среды. Толщина покрытия 30 мкм. Мы настраивали жесткость пленки, варьируя соотношение смешивания форполимера и катализатора. Чтобы настроить скорость испарения капель, мы изменили относительную влажность ( rH = 15, 50 и 90%) в климатической камере, сохраняя постоянную температуру ( T = 24.\ circ \) на соответствующих образцах (PDMS, 50: 1), и соответствующие начальные радиусы контакта составляли R 0 = 258,6 ± 11,9 мкм и R 0 = 241,4 ± 15,3 мкм соответственно. Мы наблюдали смачивание испаряющихся капель с помощью камеры бокового обзора, наклоненной на ~ 5 ° относительно горизонтали.

На рис. 1а, б показаны последовательности изображений высыхающих капель воды на подложках с двумя различными значениями модуля Юнга, E (рис. 1а: E = 2937 кПа, жесткий; рис.1b: E = 20 кПа, соответствует требованиям), в окружающей среде при T = 24,1 ° C и rH = 50%. Понятно, что хотя время, необходимое для испарения капли в этих двух случаях, одинаково, значения кажущегося угла смачивания, θ * , как показано на рис. 1a, b, сильно различаются, хотя оба образца имеют одинаковый химический состав. Оба они сделаны из полидиметилсилоксана с разной степенью сшивки. На рис. 1с показана схема смачивания капли на податливой подложке, определяя θ * для податливой подложки и вершину и основание смачивающего гребня.Горизонтальный масштаб вершины смачивающего гребня определяется как область, в которой ожидается нелинейное упругое поведение, \ (\ Upsilon _ {\ mathrm {S}} / E \) 32,36,37 , с \ (\ Upsilon _ {\ mathrm {S}} \) — поверхностное натяжение твердого тела, которое в предположении, что поверхностное натяжение твердое тело – пар и твердое тело – жидкость схожи, может быть аппроксимировано средним значением двух поверхностных натяжений. На рис. 1d показан график зависимости θ * от времени, t , для случаев на рис. 1a, b.Мы видим, что для высыхания капли на жесткой подложке θ * примерно постоянно, пока капля не станет маленькой, а затем θ * быстро уменьшится. С другой стороны, для высыхания капель на податливой подложке θ * постоянно уменьшается. На рис. 1e показан график радиуса контакта капли, R , в сравнении с t для случаев, показанных на рис. 1a, b. На жесткой подложке R уменьшается быстрее, чем на податливой подложке.Таким образом, в течение большей части процесса испарения скорость линии контакта на податливой подложке меньше, чем на жесткой (за исключением последних ~ 10 с испарения). На рисунке 1f показан график зависимости θ * от R / R 0 для двух разных значений E и трех разных значений rH (нижний индекс «0» обозначает значение при t 0 ). Мы видим, что для жестких подложек rH — и, следовательно, скорость испарения — не оказывает значительного влияния на зависимость θ * от радиального положения.Капли, испаряющиеся на жестких подложках, всегда демонстрируют одну и ту же тенденцию: более длительный период относительно постоянного θ * с последующим закреплением контактной линии и быстрым уменьшением θ * к концу испарения. С другой стороны, для совместимых подложек мы видим, что rH оказывает значительное влияние на θ * . Для значений относительной влажности , равных 15 и 50%, поведение при сушке аналогично. Линия соприкосновения кажется прижатой к крупным каплям; следовательно, R остается почти постоянным, в то время как θ * уменьшается.Затем, когда капля относительно мала, R значительно уменьшается, в то время как θ * изменяется только умеренно. Напротив, для относительной влажности 90% переход от постоянного радиуса контакта к движущейся линии контакта происходит при значительно большем значении θ * (~ 70 ° вместо ~ 40 °). Таким образом, мы видим, что как rH , так и E оказывают значительное влияние на θ * , вызывая переход смачивания от высоких значений θ * к низким значениям θ * на низком уровне отн. Влажн. .

Рис. 1

Сушка тонких капель на жестких и эластичных подложках. Последовательность изображений сидячих капель, испаряющихся из и жестких (PDMS Sylgard 184 9: 1, E = 2937 кПа) и b соответствующих (нижний ряд, PDMS Sylgard 184 50: 1, E = 20 кПа 20 ) подложек (условия окружающей среды: rH = 50% и T = 24,1 ± 0,5 ° C). Место измерения температуры T показано на рис.2а. c Схема капли на податливой подложке и возникающая в результате деформация. Мы определили область вершины как часть смачивающего гребня, ширина которой меньше Υ S / E . d Экспериментально измеренный кажущийся угол смачивания, θ * , от времени, t , капель в ( a ) и ( b ) (пустые ромбы: жесткие; закрашенные ромбы: соответствует) . e Экспериментально измеренный радиус контакта, R , vs. t капель в ( a ) и ( b ) (пустые ромбы: жесткие; закрашенные ромбы: соответствующие). f θ * в зависимости от нормированного радиуса контакта, R / R 0 , где R 0 — значение R при t 0 , для rH значения 15 ± 1% (пунктирная линия), 50 ± 1% (пунктирная линия) и 90 ± 1% (сплошная линия) на жестких (черных) и податливых (красных) подложках. Каждая линия соответствует среднему значению девяти независимых измерений; тонкие линии представляют собой стандартные отклонения.Масштабная линейка: a , b 200 мкм. Исходные данные представлены в виде файла исходных данных для ( d f )

Различные работы указывают на зависимость деформации подложки от соответствующей толщины пленки 34,36,38 ; поэтому мы исследовали влияние толщины пленки на характер высыхания (см. дополнительный рис. 1). Мы не наблюдали какого-либо значительного влияния толщины пленки от 15 до 220 мкм на характеристики смачивания. Следовательно, можно предположить, что эти толщины пленки находятся в полуконечном режиме и что сформированные гребни смачивания аналогичны вблизи линии контакта, поскольку это ориентация границ раздела в области вершины гребня смачивания. который определяет кажущийся угол контакта.Мы стремимся выяснить наблюдаемый переход смачивания, наблюдая одновременно переходные мезоскопические деформации подложки вблизи линии контакта капли и макроскопическое поведение смачивания.

Обнаружение поля переходной деформации во время высыхания капель

Мы расширили и использовали метод 4D cTFM, который был представлен в более ранней публикации 35 . Настоящая методика позволяет охарактеризовать нестационарную деформацию поверхности и векторные поля напряжений во время испарения капель, одновременно отслеживая макроскопическое поведение смачивания.В отличие от конфокальной микроскопии тягового усилия, где применяется оригинальная методология 35,39 , в нашем случае масштабы времени намного короче, а величина смещений значительно больше, что означает, что мы добавили возможность разрешать большие смещения в плоскости и вне плоскости с высоким временным разрешением (см методы и Дополнительное Примечание 1: безэталонный cTFM измерения). Наша конечная цель — связать наблюдаемые поля мезоскопической деформации поверхности с макроскопическим поведением смачивания.В этих экспериментах на совместимую подложку накладывается регулярный треугольный массив дисков с красными квантовыми точками (КТ), каждый из которых содержит счетное количество КТ, изготовленных с помощью процесса электрогидродинамической струйной печати (NanoDrip), разработанного нами ранее (см. Методы) 40,41 . Мы визуализируем кратковременные мезоскопические деформации поверхности в области движущейся контактной линии с помощью флуоресцентной микроскопии и количественно оцениваем их положение в четырех измерениях.

На рис. 2а показана экспериментальная установка, состоящая из камеры окружающей среды, в которой подложка с рисунком диска КТ помещается на приподнятый держатель образца.Камера содержит камеру бокового обзора, входы для газообразного азота и водяного пара, пипетку, датчик относительной влажности и датчики температуры. Камера окружающей среды размещается наверху самодельного перевернутого светлопольного флуоресцентного микроскопа, нижний объектив которого установлен на пьезоэлементе, обеспечивающем быстрое смещение фокальной плоскости в направлении z . Схема на рис. 2b показывает каплю, силиконовое покрытие, диски с квантовыми точками и стеклянную подложку. Он также показывает, как мы сканировали фокальную плоскость по оси z , чтобы измерить положения диска QD z .С помощью камеры бокового обзора мы измерили θ * и R , и с этим мы смогли вычислить скорость линии контакта ( dR / dt ). Вид снизу позволил получить мезоскопические деформации поверхности. На рис. 2c, d показаны трехмерные изображения недеформированной и деформированной подложки с рисунком в виде диска с КТ ( E = 12,6 кПа) соответственно с точки зрения под наклоном. Деформация происходит из-за контакта с каплей воды ( rH = 15%).Обратите внимание, что диски QD закреплены на поверхности, и их движение точно отслеживает движение податливой поверхности. Следовательно, положения дисков QD на фиг. 2c, d образуют поля размещения P 0 и P 1 , соответственно. На рис. 2e показано результирующее трехмерное поле смещения, определяемое как U = P 1 P 0 для случая на рис. 2d, а также радиус капли и используемая здесь цилиндрическая система координат.Так как подложка состоит из регулярной матрицы QD дисков, относительные позиции P 0 в пределах массива известны априори, что делают настоящую технику безэталонный (нам не нужно, чтобы получить изображение подложки в в ненагруженном состоянии). Короче говоря, диски с квантовыми точками размещаются в виде четко определенного массива; капля контактирует с поверхностью и наблюдаются деформации подложки; Используя края массива в качестве граничного условия, мы можем определить абсолютные перемещения всех дисков КТ на поверхности.Исходный алгоритм, использованный в исх. 35 необходимо было значительно расширить для наших целей (см. «Методы», дополнительное примечание 1: Измерение cTFM без сравнения и дополнительный рис. 2). Мы можем представить поле смещения в цилиндрических координатах как \ ({\ mathbf {U}} = U_r {\ mathbf {e}} _ r + U_ \ varphi {\ mathbf {e}} _ \ varphi + U_z {\ mathbf { e}} _ z \), который берет начало в центре капли, где e r , e φ и e z — единичные векторы. в r , φ и z и U r , U φ и U z смещения радиальные, азимутальные и вертикальные , соответственно.На рис. 2е представлена ​​проекция поля размещения P 1 в плоскости rz . Поскольку капля осесимметрична, это позволяет нам получить более четкое представление о форме гребня смачивания. На рисунке 2g показана проекция P 0 , P 1 и U в плоскости . Зная U, и используя основные соотношения материалов (см. Методы), мы можем вычислить поле вектора напряжений на поверхности подложки, σ ( n ), с вектором нормали к деформированной поверхности, n (исх. 35 ). На рис. 2h показана соответствующая величина поля вектора напряжений, | σ ( n ) |, вычисленное методом конечных элементов (FEA).

Рис. 2

Обнаружение переходных полей мезомасштабной деформации при высыхании капли. a Схема установки, используемой во всех экспериментах. Он состоит из климатической камеры, в которой контролируются rH и T , двух объективов (вид снизу и сбоку) и пипетки для дозирования капель.Нижний объектив прикреплен к пьезоэлементу. b Схема, показывающая каплю на эластичной силиконовой подложке, создающую гребень смачивания на линии контакта. Поверхность покрыта регулярным набором дисков с квантовыми точками, которые обнаруживаются специально созданным светлопольным флуоресцентным микроскопом. Сканируя в направлении z , мы можем определить деформации поверхности в этом направлении. Флуоресцентные микрофотографии под наклоном податливых подложек с треугольным массивом красных дисков с квантовыми точками в выгруженном состоянии c (без капель) и d загруженном состоянии (с каплей).С помощью микроскопии мы можем обнаружить поле размещения нагруженного состояния, P 1 , и с помощью алгоритма релаксации мы можем найти ненагруженное состояние, P 0 (см. Методы, Дополнительное примечание 1: Без ссылок Измерение cTFM и дополнительный рис. 2). Тогда поле смещения определяется как U = P 1 P 0 . В d мы сосредоточились только на небольшой части подложки и линии контакта, чтобы выявить значительные трехмерные деформации подложки. e 3D поле смещения, U , для деформированной подложки, показанной на ( d ). Вектор смещения определяется как, U = U r e r + U φ e φ 905 905 905 z e z , и каждый вектор представлен стрелкой в ​​( e ).Также в ( e ) показана цилиндрическая система координат; начало координат находится в центре границы раздела капля-подложка; черные кружки представляют постоянные значения r и постоянные z линий при r = R и z = 0 и z = 6 мкм. f Проекция в плоскости rz всех P 1 данных деформированного носителя, показанных на ( d ). g Увеличенная проекция U (из e ) в плоскости .Положения в плоскости (оранжевые линии) от P 0 (синие точки) до P 1 (красные точки). h Величина поля увеличенного вектора напряжений деформированной подложки, показанная на ( d ), вычислена с помощью анализа методом конечных элементов. Масштабные линейки: c , d , 20 мкм g , h , 20 мкм. Исходные данные представлены в виде файла исходных данных для ( c f )

Влияние влажности и соответствия на высыхание капель

На рис. 3a, d показаны последовательности изображений вида сбоку двух капель, испаряющихся на совместимой подложке. (Силикон CY 52–276, далее сокращенно силикон CY, в соотношении A: B 9:10, E = 12.6 кПа) в среде с относительной влажностью , равной 90% (медленное испарение) и 15% (быстрое испарение), соответственно (см. Дополнительный фильм 1, см. Также дополнительный рисунок 3 для того же эксперимента с другим совместимым материалом). Также показаны синхронные величины вектора напряжений подложки (рис. 3b, e) и формы гребней смачивания, которые мы измерили (рис. 3c, f, проекция P 1 в плоскости rz ). Оба случая фиксируют переход от статичной к движущейся удаляющейся линии соприкосновения.Рисунок 3c, f показывает, что форма смачивающего гребня не всегда симметрична относительно оси z при r = R в плоскости rz . Форма смачивающего гребня во время быстрого испарения, показанного на фиг. 3f, заметно наклонена к капле, тогда как во время медленного испарения, показанного на фиг. 3c, смачивающий гребень относительно симметричен относительно оси z . На рис. 3g, h показаны графики зависимости θ * от R / R 0 и θ * от т / т испаритель , соответственно, для двух различных условий окружающей среды, rH = 15 и 90%. Здесь t испар — время, необходимое для испарения капли. На рис. 3i показан график зависимости dR / dt от t , где dR / dt нормализовано характеристической скоростью релаксации субстрата, которую мы определим далее. Характерная скорость релаксации подложки зависит от капли и подложки и определяется как масштаб длины деформации подложки, деленный на время релаксации подложки, τ (характерное время релаксации подложки).Мы определили τ экспериментально путем проведения испытаний на ступенчатую деформацию и подгонки обобщенной твердотельной модели Максвелла с двумя элементами к данным (см. Методы и дополнительные рисунки 4–9 для измерений τ и E для материалов, используемых в эта учеба). Типичный масштаб длины деформации подложки был определен согласно литературным данным 30,36 как γ LV / E , где γ LV — поверхностное натяжение жидкости.Подстановка соответствующих значений дает γ LV / () = 0,98 мкм с −1 ( γ LV = 71,97 мН м −1 , E = 12,6 τ = 5,8 с). Во время быстрого испарения dR / dt становится сопоставимым по величине, а в более поздние времена даже превышает γ LV / (). В это время мы также наблюдаем относительно большие поверхностные напряжения на линии контакта и асимметричные гребни смачивания.Эта характерная скорость релаксации подложки также проявляется в контексте растекания капель на мягких подложках 42,43 . (См. Дополнительное примечание 2: Соображения по выбору соответствующей модели материала и дополнительный рис.10 для реологических измерений PDMS 50: 1 и силикона CY 9:10, которые не имеют точек перехода вязкости в упругость и поэтому не могут использоваться для определения частота перехода между модулями накопления и потерь.)

Рис. 3

Определение влияния влажности и податливости на осушение капель с помощью 4D конфокальной микроскопии силы тяги без эталона. a Временной ряд макроскопического вида сбоку, показывающий медленно испаряющуюся каплю ( rH = 90%, T = 24 ° C, V при = 67 нл) из податливого твердого вещества (силикон CY 52 –276 9:10), с одновременной величиной поля вектора напряжений b на линии контакта и c одновременной мезоскопической формой гребня смачивания. Синие линии представляют границу раздела жидкость – пар. d Временной ряд макроскопического вида сбоку, показывающий быстро испаряющуюся каплю ( rH = 15%, T = 24 ° C, V при = 49 нл) из податливого твердого вещества (силикон CY 52 –276 9:10), с одновременной величиной поля вектора напряжений e на линии контакта и одновременной мезоскопической формой гребня смачивания f .Синие линии представляют границу раздела жидкость – пар. г График θ * по сравнению с R / R 0 капель в ( a ) (оранжевый) и ( d ) (красный). Закрашенные ромбики представляют временные шаги, показанные на ( a ) и ( d ). h θ * по сравнению с t / t испаритель для капель в ( a ) (оранжевый) и ( d ) (красный). i Абсолютная нормированная скорость контактной линии, | dR / dt | / γ LV , vs. t / t испаритель для капель в ( a ) (оранжевый) и ( d ) (красный). Масштабные линейки: a , d , 150 мкм, b , e , 20 мкм. Исходные данные представлены в виде файла исходных данных для ( c , f i )

Опять же, очевидно, что rH оказывает значительное влияние на смачивание капель при сушке на совместимой подложке и что среднее значение | σ ( n ) | на линии соприкосновения увеличивается со временем для обоих случаев.Кроме того, значения | σ ( n ) | измеренные при быстром испарении превышают таковые при медленном испарении. В связи с тем, что величина внутреннего поверхностного натяжения, растягивающего подложку, γ LV , остается постоянной — только ее направление изменяется в соответствии с мгновенным углом смачивания — увеличение измеренного | σ ( n ) | указывает на накопление напряжения, которое невозможно рассеять в таких коротких временных масштабах. Мы наблюдаем, что это увеличение напряжения в подложке происходит одновременно со значительным изменением формы гребня смачивания (как видно на рис.3e, f от т = 66 с до т = 85). В состоянии равновесия смачивающий гребень может изгибаться, если γ SL γ SV 44 ; однако мы исследуем динамические явления и не ожидаем равновесия или выполнения закона Неймана (см. дополнительное примечание 3: баланс сил на линии соприкосновения и соображения зависимости от деформации и дополнительный рис. 11). Здесь форма и наклон гребня смачивания контролируются взаимодействием динамики смачивания и вязкоупругости подложки вблизи линии контакта.

Переходы смачивания при сушке каплями на совместимых материалах

Чтобы проверить, выполняется ли предложенный критерий перехода смачивания для других материалов, мы провели эксперименты, в которых мы варьировали жесткость подложки и относительную влажность. На рис. 4 показан график скорости удаления, -dR / dt , в зависимости от \ (\ gamma _ {{\ mathrm {LV}}} / (E \ tau) \) для четырех различных материалов. Для наиболее твердого материала (PDMS 9: 1, E = 2937 кПа) нет явного перехода в сторону меньших углов контакта в зависимости от скорости линии контакта.Это можно объяснить тем, что деформации подложки практически незначительны \ ((\ gamma _ {{\ mathrm {LV}}} / E \ приблизительно 24 \, {\ mathrm {nm}}) \) и линия контакта не ожидается, что на скорость будет влиять диссипация в твердом теле. Скорее, форма капли во время удаления определяется исключительно поверхностным натяжением жидкости ( Ca = η | dR / dt | / γ LV <10 −7 , с η — вязкость жидкости).Однако для трех других материалов мы можем наблюдать переход в сторону меньших углов смачивания с увеличением | dR / dt | и этот переход происходит при более высоком | dR / dt | для более высоких значений \ (\ gamma _ {{\ mathrm {LV}}} / (E \ tau) \). Также показано условие, при котором \ (- dR / dt = \ gamma _ {{\ mathrm {LV}}} / (E \ tau) \), и эта линия хорошо совпадает с фактически наблюдаемым переходом в сторону меньших углов смачивания.

Рис. 4

Фазовая диаграмма перехода смачивания для капельной сушки мягких материалов.Скорость линии контакта, dR / dt , в зависимости от характерной скорости релаксации подложки, γ LV / (), в зависимости от кажущегося угла контакта, θ * . Этот график содержит каплю эксперименты по испарению четырех материалов, PDMS Sylgard 184 9: 1 ( γ LV / () = 3,3 × 10 3 мкм с −1 ), PDMS Sylgard 184 30: 1 ( γ LV / () = 3,5 × 10 −2 мкм с −1 ), силикон CY 52–276 5: 6 ( γ LV / () = 0.33 мкм с 1 ) и силикон CY 52–276 9:10 ( γ LV / () = 0,98 мкм с 1 ) и при переменной относительной влажности (в диапазоне от rH = от 0% до rH = 95%) при комнатной температуре ( T = 24 ° C). Всего проведено N = 44 индивидуальных эксперимента по сушке. Красная линия отмечает соотношение, когда — dR / dt = γ LV / ().Исходные данные представлены в виде файла исходных данных

Механизм динамически запускаемого перехода смачивания

Нам интересно понять этот динамически запускаемый переход смачивания, который происходит во время отступания линии контакта; поэтому нас интересует наблюдаемый угол смачивания, связанный с одновременным откликом подложки. На рис. 5а показан эксперимент, в котором капля воды быстро высыхает на податливой подложке. Форма капли (граница раздела жидкость – пар) определяется экспериментально и показана синей линией.Также показаны прогнозируемые значения P 1 в плоскости rz . Используя линию наилучшего соответствия (черная линия), мы можем построить форму границ раздела жидкость-твердое тело и твердое тело-пар, предполагая, что форма смачивающего гребня осесимметрична. С его помощью мы можем построить формы границ раздела жидкость – пар, твердое тело – жидкость и твердое тело – пар вблизи линии контакта. В данной точке вдоль линии контакта мы определяем углы границ раздела жидкость – пар и жидкость – твердое тело относительно горизонтали как θ * и ψ , соответственно.Угол между границами раздела жидкость – пар и жидкость – твердое тело мы определяем как θ .

Рис. 5

Механизм динамически запускаемого перехода смачивания. a Схема, показывающая линию контакта, закрепленную на острой квазистатической вершине, и определения кажущегося угла контакта, θ * , угла между границей раздела жидкость-твердое тело и горизонталью, ψ , и угол между границей раздела жидкость – пар и жидкость – твердое тело, θ .\ ast \) (пустые ромбы) и θ * (закрашенные ромбы) по сравнению с t для контактной линии, закрепленной на квазистатической вершине для b медленного испарения ( rH = 90%, капля с рис. \ ast \) как функция | dR / dt | / γ LV .Мы протестировали два состава материала: силикон CY 52–276, соотношение 5: 6 (оранжевый, N = 4, с 24 временными шагами) и соотношение 9:10 (красный, N = 5, с 38 временными шагами), с rH 15 ± 1% и 90 ± 1% и при комнатной температуре ( T = 24 ° C). Серая пунктирная линия представляет собой логарифмическую аппроксимацию трех параметров. Масштаб: a 5 мкм (с соотношением сторон 1: 1). Исходные данные представлены в виде файла исходных данных для ( b d )

. Чтобы понять наблюдаемое поведение смачивания, поучительно рассмотреть случай, когда линия контакта капли перемещается намного быстрее, чем может реорганизоваться смачивающий гребень, и поэтому подложка находится в квазистатическом состоянии.\ ast = \ theta _ {\ mathrm {r}} — \ psi \), где нижний индекс «qs» обозначает допущение квазистатического смачивающего гребня 45 . Здесь ψ найдено экспериментально (см. \ ast \) (теоретический) и θ * (экспериментальный) от\ ast) \) vs. | dR / dt | / γ LV для двух разных податливых подложек, и мы видим, что для обоих случаев существует обратная корреляция, которая приближается к 0 °, когда скорость удаляющейся линии контакта сильно превышает γ LV / (). Однако мы до сих пор никогда не наблюдали депиннинга линии контакта от смачивающего гребня во время испарения капли, что мы приписали тому факту, что смачивающий гребень становится более асимметричным, чем быстрее движется линия контакта, что снижает вероятность депиннинга.Возможно, что это действительно происходит в наших экспериментах, но капли слишком малы и движутся слишком быстро, чтобы зафиксировать это событие.

Смещение и растяжение при высыхании капель на мягких материалах

Чтобы понять динамику гребня смачивания и обоснованность предположения о «квазистатическом гребне», мы проанализировали отдельные вклады в поле смещения вблизи линии контакта и полные напряжения подложки. На рис. 6a, b мы представляем формы смачивающего гребня и выступы U в плоскости rz на одном временном шаге во время медленного испарения ( rH = 90%, t = 460 с на рис.3а) и быстрое испарение ( rH = 15%, t = 77 с на рис. 3d). Радиальные смещения сразу за линией контакта, U r ( r = R + ), значительно больше при быстром испарении, тогда как вертикальные смещения на линии контакта U z ( r = R ), практически равны при быстром и медленном испарении. На рисунке 6c, d показано изменение U r ( r = R + ) и U z ( r = R ) в течение испарение для случая высокой и низкой влажности rH из рис.3а, г соответственно. Мы обнаружили, что радиальное притяжение внутрь значительно больше во время быстрого испарения, чем во время медленного испарения, что указывает на то, что основание смачивающего гребня не может двигаться так же быстро, как вершина во время быстрого испарения, и смачивающий гребень становится растянутым. Это растяжение количественно оценивается значительно более высокими измеренными радиальными смещениями, связанными со случаем более быстрого испарения.

Рис. 6

Смещение и эффективное линейное натяжение высыхающей капли на податливой подложке. a Форма гребня смачивания и векторы смещения, спроецированные на плоскость rz при t = 460 с во время медленного испарения ( rH = 90%, капля на рис. 3a). b Форма гребня смачивания и векторы смещения, спроецированные на плоскость rz при t = 77 с во время быстрого испарения ( rH = 15%, капля на рис. 3d). Черные векторы в ( a ) и ( b ) отмечают U ( r = R + ), а синие линии в ( a ) и ( b ) отмечают жидкость. –Паровой интерфейс.График вертикального смещения U z ( r = R ) (ромбы) и радиального смещения сразу за линией контакта, U r ( r = R + ) (треугольники), для c медленное испарение ( rH = 90%, капля с рис. \ alpha {\ left | {{\ mathbf {\ upsigma}} \ left ({\ mathbf {n}} \ right)} \ right | d \ varphi dr}}}.$$

(1)

Этот член был определен путем интегрирования величины напряжений, | σ ( n ) | [Па] на участке, который определяется углом раскрытия, α (видимая область линии контакта) и от r = R Υ S / E до r = R + Υ S / E (см. Методы и дополнительный рис.12 для иллюстрации области интеграции). Рис. 6д, е графики | dR / dt | / γ LV vs. T * / (2 πRγ LV ) vs. t для rH = 90% (медленное испарение, рис. 3a) и rH = 15% (быстрое испарение, рис. 3г) соответственно. Эффективное линейное натяжение является мерой упругой энергии, запасенной в подложке, ≅2 πRT * [Дж]. Для быстро испаряющейся капли экспериментально измеренные напряжения здесь значительно превышают ожидаемые из-за только поверхностного натяжения и намного больше, чем измеренные для медленно испаряющейся капли.Чтобы подкрепить это утверждение, мы измерили максимальное нормализованное эффективное натяжение линии, T * / (2 πRγ LV ), для быстро и медленно испаряющихся капель, которые составили 7,8 и 2,2 соответственно. Мы наблюдали увеличение T * / (2 πRγ LV ) по мере увеличения скорости линии контакта в обоих случаях, что означает, что упругая энергия, запасенная в подложке, также соответственно увеличивалась.

Энергия, необходимая для дополнительного растяжения смачивающего гребня, возникает из-за изменения межфазной энергии из-за уменьшения площади поверхности жидкость-пар.В вязкоупругих материалах только часть этой энергии возвращается субстрату, а остальная рассеивается. Для жидкостей с низкой вязкостью, таких как вода, на вязкоупругих подложках, вязкоупругая диссипация в твердом теле преобладает над вязкой диссипацией в жидкости 23 . Временное увеличение измеренного T * / (2 πRγ LV ) и упругой энергии, запасенной в подложке (см. Обсуждение выше), означает, что скорость деформации (/ dt ) налагаемое испарением и движением линии контакта (∝ dR / dt ) относительно быстро по сравнению с естественной скоростью релаксации подложки ( γ LV / ()), которая определяется вязкоупругими эффектами.Эти результаты подтверждают предположение о «квазистатическом гребне», объясняющее наблюдаемое поведение смачивания.

Механизм, ответственный за этот динамически запускаемый переход смачивания, можно резюмировать следующим образом. Для высыхающих капель со скоростью удаляющейся контактной линии, сравнимой по величине с характеристической скоростью релаксации податливой подложки, мы наблюдаем внезапное уменьшение видимого угла удаляющегося смачивания. Одновременно наблюдается растяжение гребня смачивания. Асимметричный напряженный гребень смачивания может возникать, когда скорость работы, выполняемой на подложке (накопление) за счет изменения поверхностной энергии капли из-за испарения, превышает скорость рассеивания в подложке (потери).Мы наблюдаем, что во время этого перехода смачивания вершина смачивающего гребня начинает наклоняться внутрь к капле. Вместе этот острый изгиб внутрь вершины и медленно реагирующая подложка ответственны за замедление движения контактной линии (см. Также рис. 1e) и значительное уменьшение видимого отступающего угла контакта, необходимого для возникновения депиннинга, что приводит к наблюдаемому переходу смачивания.

Наш метод 4D cTFM позволил нам рассмотреть и понять переход смачивания, явление динамического смачивания на мягкой подложке.Это также позволило нам наблюдать и количественно оценивать быстрые мезоскопические деформации и связывать их с наблюдаемым поведением смачивания на макроуровне. Он имел значительные преимущества по сравнению с другими методами благодаря присущему ему высокому временному и пространственному разрешению и способности разрешать поверхностные напряжения (см. Дополнительную таблицу 1 и дополнительный рисунок 13 для графика, показывающего пределы жесткости подложки для разрешения профиля смачивающего гребня, созданного из капли воды). Ранее капельное смачивание мягких материалов характеризовалось методами с высоким пространственным разрешением, но с отсутствием временного разрешения 30 или с использованием рентгеновских изображений, которые ограничены очень маленькой областью и, следовательно, не подходят для наблюдения подобных явлений динамического смачивания. здесь исследовано 44 .С помощью 4D cTFM можно проверить или дополнительно изучить многие недавно открытые явления в этой области, такие как скачкообразное движение 42,46,47 , дуротаксис капель 26 или инвертированный эффект Cheerios 27 . Более того, этот метод позволяет проводить исследования коллективного поведения капель и взаимодействия нескольких капель в целом, таких как конденсация 28 , многокапельное испарение или замораживание 48 на мягких подложках.

Влияние высыхания почвы на разложение гумуса и доступность азота

  • 1

    Allison, F.Э., Шерман М.С., Пинк Л.А. Сохранение органического вещества почвы. Почвоведение. 68, , 463 (1949).

    Google Scholar

  • 2

    Бейл, О., З. Immunitätsforsch. 60 , 1 (цитируется по Porter 15 ).

  • 3

    Берч, Х. Ф. и Френд, М. Т., Разложение гумуса в африканских почвах. Природа 178 , 500 (1956).

    Google Scholar

  • 4

    Береза, H.Ф. и Френд М. Т. Органическое вещество и азотный статус почв Е. Африки. J. Почвоведение. 7 , 156 (1956).

    Google Scholar

  • 5

    Бунт, Дж. С., Ровира, А. Д., Микробиологические исследования некоторых субантарктических почв. J. Почвоведение. 6 , 119 (1955).

    Google Scholar

  • 6

    Чейз Ф. Э. и Грей П. Х. Х. Применение респирометра Варбурга для изучения дыхательной активности в почве.Может. J. Microbiol. 3 , 335 (1957).

    Google Scholar

  • 7

    Корниш, Э. А., Тенденции урожайности в пшеничном поясе Южной Австралии в 1896–1941 гг. Австралийский J. Sci. Research Ser. В 2 , 83 (1949).

    Google Scholar

  • 8

    Курран, Х. Р., Эванс, Ф. Р., Жизнеспособность активируемых нагреванием спор в питательном и непищевом субстрате под влиянием нагрева перед хранением или после хранения и других факторов.J. Bacteriol. 53, , 103 (1947).

    Google Scholar

  • 9

    Гловер Дж. Взаимосвязь между общим количеством сезонных осадков и урожайностью кукурузы в высокогорье Кении. J. Agr. Sci. 49 , 215 (1957).

    Google Scholar

  • 10

    Дженни, Х., Исследование влияния климата на содержание азота и органических веществ в почве. Missouri Agr. Expt.Sta. Исследовательский бык. 152 (1930).

  • 11

    Кнайси Г. Эндоспора бактерий. Бактериол. Ред. 12 , 19 (1948).

    Google Scholar

  • 12

    Лебедянцев А. Н. Осушение почвы как один из естественных факторов сохранения плодородия почв. Почвоведение. 18 , 419 (1924).

    Google Scholar

  • 13

    Манн, Х. Х. и Барнс, Т.W. Постоянство органических веществ, добавленных в почву. J. Agr. Sci. 48, , 160 (1956).

    Google Scholar

  • 14

    Торф, Дж. Э., Браун, К. Дж., Empire Cotton Growing Corp. Progr. Repts. Expt. Статистика. Озерная провинция, территория Танганьика. Сезон 1955–1956 гг.

  • 15

    Портер, Дж. Р., Бактериальная химия и психология. John Wiley and Sons, Inc., Нью-Йорк (1950).

    Google Scholar

  • 16

    Прескотт, Дж.

  • Ответить

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *