Устройство для определения поверхностных свойств жидкостей Советский патент 1986 года по МПК G01N13/02 

Изобретение относится к измерению физико-химических характеристик жид Kirx сред5 а именно поверхностных свойств,.и может быть использовано экспериментальной физической химии.

Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение функциональных возможностей за счет обепечения одновременного определения поверхностиого натяжения и краевого угла смачивания, а также расшире1ше диапазона давлений,,применяемых при исследовании поверхностных свойств жидкостей.

На чертеже изобр ажена общая схема устройства.

Устройство для определения поверхностных свойств жидкостей состоит из открытого в верхней части резервуара 1 для исследуемой жидкости выполнешюго из прозрачного материала -(например, стекла или кварца), калиброванно трубки 2 г, (эпущенной в резервуар 1 с жидкостью, манометрической трубки, выполненной в виде сообщающихся прозрачных .калиброванных капилляров (манрметри- ческ1 ГХ капилляров) 3, 4 с разными радиусами г и г . Манометрическая трубка соединена с одной стороны с калиброванной трубкой 2, ас другой - с резервуаром 1 при помошд соединительных трубок 5, Для прове- рения.измерений необходима точка от- гсчета, в качестве которой выбрана |реперная точка (репер) 6.

Штуцер 7 из нержавеющей стали предназначен для крепления прибора |к верхнему фланцз камеры 8 высокого давления, снабженной толстостенными смотровыми окнами 9, которые уста- новлеш т таким образом, чтобы снаружи просматривались манометрические капилляры 3 и 4 и репер 6, Внутри камеры 8 установлен нагревательный бункер О, расположенный над лейкой сообщающейся с резервуаром 1, К штуцеру 7 .через алюминиевые прокладки пристыковываются калиброванная трубка 2 из нержавеющей стали и стеклянная часть прибора (через коваровый переходник). Манометрические капилляры 3 и 4, резервуар 1 для иссле- дуемого металла и лейка для сбора жидкости 11 изготовлены из молибденового стекда. Устройство может работать при температурах до 500 С и давлении до 15 МПа. В ерхний предел

рабочих температур прибора определяется термостойкостью выбранного сорта стекла. Кроме того, максимально возможная температура исследоваНИИ зависит от температуры начала взаимодействия между материалом капилляра и исследуемым металлом. Верхний предел рабочих давлений определяется прочностью камеры и не зависит от прибора.

Разборная конструкция устройства позволяет расширить диапазон измеряемых значений путем установки капил- ляров с различными радиусами.

Устройство работает следующш- образом.

Образцы металла располагаются в

виде Кусочков в бункере I1 с отверстием над лейкой 11 прибора. В рабочий объем камеры подаётся очищенный инертный газ до нужного давления и одновременно температура повышается до температуры начала плавления исследуемого металла. Металл плавится и перетекает в прибор, одновременно очищаясь от окисной пленки, Измере- ния -начинаются после установления в

камере термического равиовёсия.

Для этого прибор устанавливают таким образом, чтобы в катетометре просматривались манометрические капилляры 3, 4 и репер 6. Давление,

создаваемое инертным газом, подаваемым через штуцер 7, медленно повышается и в капилляре 2 формируется избыток давления Р, соответствующий максимальному давлению в газовом пузырьке, В момент его движения при помощи катетометра измеряется расстояние между репером 6 и уровнем жи,цкости в одном из манометрических капилляров h. После отрыва пузырька

аналогично определяется h для второго манометрического капилляра. Б формулах Для определения S и cos© используются величины h , и h. : -J-uH; li +f :E,

где дЫ - расстояние между невидимым торцом капилляра и репером, которое определяется заранее в пустом приборе.

Поверхностное натяжение 5 и краевой угол смачивания & вычисляют с помощью выражений

6 .L;ll2 :2).

Щ -г )

f. г. Тн (hj-h,)) .-s. l-i-S.L

2 rh,,r, У

где Я, - плотность исследуемой жидкости при данных давлении и темпера- туре; - - плотность газовой фазы, создающей давление, при тех же условиях; g - ускорение свободного падения; г - радиус капилляра 2; г иг - радиус капилляров 3 и 4, вхо- дящих в состав малометрической трубки.

Формула изобретения

1, Устройство для определения по- верхно,стных свойств жидкостей, содержащее резервуар для исследуемой жидкости с размещенной в нем калиброванной трубкой, сообщенной с источником давления, манометрическую трубку, установленную между источ

НИКОМ давления и резервуаром, о т личающееся тем, что, с целью повышения точности измерений и расширения функциональных возможностей за счет обеспечения одновременного определения поверхностного натяжения и краевого угла смачивания, манометрическая трубка выполнена в виде двух сообщающихся калиброванных капилляров разных диаметров,

2. Устройство по п, 1, о т л и- чающееся тем, что, с целью расширения диапазона давлений, применяемых при исследовании поверхностных свойств жидкостей, оно снабжено камерой высокого давления, в которой размещены резервуар с калиброванной трубой и манометрическая трубка, причем резервуар для исследуемой жидкости выполнен открытым в верхней части.

Изобретение относится к технике измерения физико-химических ха- рактеристик жидких сред, а именно поверхносФных свойств, и может быть использовано в экспериментальной физической химии. Целью изобретения является повьшение точности измерений и расширение функциональных возможностей за счет обеспечения одновременного определения поверхностного натяжения и краевого угла смачивания, а также распгарение диапазона давлений, применяемых при исследовании поверхностных свойств жидкостей. Устройство содерлпят резервуар .с открытой верхней частью для исследуемой жидкости, размещенную в нем калиброванную трубку, сообщенную с источником давления манометрическую трубку, выполненную в виде двух сообщающихся калиброванных капилляров разных диаметров, камеру высокого давления, в которой размещены резервуар, калиброванная трубка и калиброванные капилляры. 1 з.п. ф-лы, 1 ил. (Л tc а о ел

Составитель А, Редактор М, Товтин Техред И.Попович Корректор М. Шароши

Заказ 5219/40 Тираж 778 . Подписное ВНИКЛИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4