Способ определения капиллярной постоянной жидкости Советский патент 1987 года по МПК G01N13/02 

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано при изучении физико-химических свойств жидкости для определения их поверхностных свойств в научно-исследовательской практике

Цель изобретения - повьшение точности определения путем исключения ошибок, возникающих при определении геометрических параметров газового пузырька.

На чертеже изображена схема устройства для реализации способа.

Используется капиллярная трубка 1, имеющая форму тройника, одно ответвление которой с калиброванным радиусом отверстия в торцовой части пропущено через резиновую пробку 2, выполняющую роль уплотнителя, через отверстие, сделанное в дне кюветы 3 с плоско параллельными прозрачными,гранями, исключающей искажения геометрических размеров пузырька, а в нижнюю расширенную часть капиллярной трубки через уплотнитель 4 введен световод 5. В кювету 3 заливают исследуемую жидкость 6, а боковое ответвление 7 капиллярной трубки подсоединяют к источнику газа, регулируя расход которого можно обеспечить квазистатический рост пузырька 8 в торцовой части капилляра 1, введенного в кювету 3. Свет, введенньш в полость пузырька 8 с помощью световода 5, в результате значительно меньшего поглощения и рассеяния газовой фазы по сравнению с жидкой и в результате отражения от верхней границы раздела фаз (газ - жидкость позволяет следить с помощью микроскопа 9 за перемещением верхней границы пузырька.

осуществляют следующим обСпособразом.

После заполнения кюветы 3 исследуемой жидкостью 6 направляют пучок света в световод 5 и через боковое ответвление 7 капиллярной трубки 1 пропускают газ до образования всплывающих пузырьков 8. С помощью микроскопа 9 наблюдают за световой картиной вблизи торца капилляра. Перед моментом отрьша пузырька в нижней его части образуется перешеек АЛ . При слиянии точек А и А перекрывается путь световому потоку в верхнюю полость пузырька и процесс перемеп(е

5

0

ния световой границы в вертикальном направлении повторяется при каждом новом росте пузырька.

Максимальное перемещение световой границы в вертикальном направлении, отсчитываемое от верхней кромки капилляра, соответствует высоте пузырька hg в момент его отрыва.

Таким образом, сам пузырек является автоматическим регулятором максимального перемещения световой индикации в вертикальном направлении, по которой определяется значение с помощью микроскопа, путем установления визирной линии на максимальное перемещение световой индикации.

I

По измеренному значению h и из-,

вестному радиусу отверстия капилляра R рассчитывают капиллярную постоянную

а -л ьз/12Т .

Так как капиллярная постоянная при невысоких давлениях определяется выражением

б

i pа лг

где б - поверхностное напряжение; р - плотность жидкости; g - ускорение свободного падения,

то коэффициент поверхностного натяжения с использованием параметров R и h определяется уравнением

б - 12gRp

Пример. Определяли капиллярную постоянную и поверхностное натяжение дистиллированной воды при температуре 20 С. Радиус отверстия капилляра R 0,206 мм. Измеренная высота hp 2,64 + 0,01 мм. Вычисленное значение а равно 2,73 ± 0,04 мм. Относительная ошибка определения

а равна 1,6%, что в 4 раза меньше, чем в способе-прототипе.

Формула изобретения

Способ определения капиллярной постоянной жидкости, заключающийся в пропускании газа через вертикальный калиброванньй капилляр, торец которого расположен в жидкости, и

измерении геометрического параметра рА, характеризующего положение границы жидкость-газ, отличающийся тем, что, с целью повышения точности определения, газ через капилляр пропускают снизу вверх а по длине светящейся линии вблизи торца капилляра, наблюдаемой в процессе выдувания пузырька, измеряют геометрический параметр, характеризующий положение границы жидкость - газ - высоту пузьфька газа в момент

его отрыва от капилляра, после чего капиллярную постоянную жидкости рассчитьшают с помощью выражения

o h3/12R

где а - капиллярная постоянная жидкости, см;

hg - высота пузырька газа, см; R - радиус отверстия капилляра в торцовой части, см.

Способ относится к области измерений физико-химических свойств жидкостей. Цель изобретения - повышение точности определения. Определение капиллярной постоянной и коэффициента поверхностного натяжения осуществляется с.использованием капилляра в форме тройника, одно ответвление которого с известным размером отверстия в торцовой его части вводится через дно кюветы с плоскопараллельными прозрачными гранями, в которую заливается исследуемая жидкость, а в нижнюю расширенную часть капиллярной трубки вводится световод, обеспечивающий световую индикацию перемещающейся верхней границы пузырька, который образуется в результате продувания газа через боковое ответвление капиллярной трубки. Высокая контрастность, получаемая в результате различной степени поглощения и рассеяния света жидкой и газовой фазами и отражение света на границе раздела газ - жидкость дает возможность следить за перемещением верхней границы пузырька в процессе его роста. При отрыве пузырька происходит слияние точек А и А перешейка, который образуется в нижней его части, и попадание света, в его верхнюю часть исключено. При каждом новом росте пузырька процесс повторяется, а максимальное перемещение световой индикации в вертикальном направлении способствует отрывной высоте пузырька, которая оценивается микроскопом путем выставления визирной линии на максимальное перемещение световой индикации. Величины капиллярной постоянной и коэффициента поверхностного натяжения S определяются по формулам а hl , б h /12gRp , где р - плотность жидкости; h - высота пузырька в момент отрыва; R - радиус капилляра в торцовой части; g - ускорение свободного падения. 1 ил. (П