Устройство для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости Советский патент 1990 года по МПК G01N13/02 

Изобретение относится к контрольно- измерительной технике, а именно к устройствам для определения поверхностных свойств растворов, и может быть использовано в пищевой промышленности при разработке технологий обработки овощных, фруктовых и плодовоя годных соков.

Цель изобретения - расширение области применения устройства путем обеспече- ния определения коэффициента, поверхностного натяжения на границе раздела жидкость - насыщенный пар при различных температурах.

На чертеже приведена схема устройства.

Устройство содержит герметичную измерительную ячейку 1, покрытую снаружи

слоем теплоизоляции 2 с двумя диаметрально расположенными смотровыми окнами 3. Измерительная ячейка 1 снабжена термостатом с нагревателем 4. Внутри измерительной ячейки 1 размещен градуированный капилляр 5. верхняя часть которого размещена в расширительной трубке 6, нижний торец которой соединен со стенками градуированного капилляра 5. Расширительная трубка 6 пропущена через горловину измерительной ячейки 1. В боковых стенках верхней части расширительной трубки 6 выполнены отверстия 7, соединяющие полость расширительной трубки 6 с объемом измерительной ячейки 1. В нижней части расширительной трубки 6 ниже уровня верхнего торца градуированного капилСЛ 41

Ј

00

ляра 5 выполнено сливное отверстие 8 для конденсата.

Верхняя часть расширительной трубки бсообщена через наклонную коммуникацию 9, сепаратор 10 и конденсатор 11 с вакуум-насосом 12, на выходе которого установлены кран-регулирования разрежения 13 и манометр 14. Нижняя часть сепаратора ТО через переливную коммуникацию 15 и капиллярную трубку 16с нижней частью измерительной ячейки 1, которая в свою очередь сообщена с напорной емкостью 17 для исс- лйдуемой жидкости, выполненной с возможностью вертикального перемещения. Для измерения температуры жидкости в измерительной ячейке 1 установлен термометр 18.

Устройство работает следующим образом.

Измерительная ячейка 1 закрепляется в строго вертикальном положении и заполняется исследуемой жидкостью из передвижной напорной емкости 17, при этом уровень жидкости в измерительной ячейке 1 должен быть несколько ниже кончика градуированного капилляра 5. С помощью вакуум-насоса 12 и кранаурегулировки разрежения 13, связывающего систему с атмосферой, в измерительной ячейке 1 поддерживается необходимое разрежение и соответствующая ему температура кипения, замеряемая термометром 18. Для обогрева измерительной ячейки 1 и поддержания в ней необходимой температуры используют нагреватель 4. Благодаря имеющимся в расширительной трубке б отверстиям 7, происходит уравнивание давления насыщенного пара над поверхностью исследуемой жидкости в измерительной ячейке 1 и градуирсшанном капилляре 5. Давление в установке фиксируется манометром 14. Через отверстие 8 происходит слив конденсата, образующегося в начальный момзнт работы устройства, при неустановившемся тепловом режиме. Выходящий из измерительной ячейки 1 насыщенный пар, пройдя наклонную коммуникацию 9 и сепаратор 10, попадает в конденсатор 11 (например, шариковый), где конденсируется. В сепараторе 10 происходит отделение от насыщенного пара капелек жидкости, которые могут увлекаться с ним из измерительной ячейки 1. Наклон коммуникации 9 в сторону сепаратора 10 . препятствует возврату в измерительную ячейку капель конденсата. Конденсат насыщенного пара из конденсатора 11 самотеком поступает в сепаратор 10, откуда по переливной коммуникации 15, заканчивающейся капиллярной трубкой 16 диаметром 0,7 - 0,9 мм, возвращается в измерительную

ячейку 1. Гидравлическое сопротивление капиллярной трубки 16 препятствует появлению гидравлических толчков в переливной коммуникации 15 и колебанию уровня жидкости в измерительной ячейке 1.

Измерительная ячейка 1 и передвижная напорная емкость 17 являются сообщающимися сосудами, поэтому перемещение последней по вертикали дает возможность

0 менять уровень исследуемой жидкости в измерительной ячейке 1. При перемещении напорной емкости 17 вверх уровень жидкости в ней падает, а в измерительной ячейке 1 увеличивается и наоборот. Перед проведе5 нием замеров перемещают напорную емкость 17 несколько раз по вертикали так, чтобы градуированный капилляр 5 погружался на 1/3-2/3 своей высоты в исследуемую жидкость, при этом происходит

0 смачивание его внутренней поверхности. После этого напорная емкость 17 устанавливается в фиксированном положении так, чтобы кончик градуированного капилляра 5 едва касался поверхности исследуемой

5 жидкости. Затем проводят не менее трех раз. Измерительная ячейка 1 имеет тепловую изоляцию 2 с двумя диаметрально противоположными окнами 3, против одного из которых устанавливается лампа (не показа0 на) для подсветки мениска жидкости в градуированном капилляре 5. Зная высоту капиллярного поднятия жидкости и диаметр градуированного капилляра 5, по известной формуле рассчитывают коэффициент повер5 хностного натяжения исследуемой жидкости в зависимости от температуры

Формула изобретения

0Устройство для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости, содержащее измерительную ячейку, расположенную в термостате, градуированный капилляр, расположенный вертикально в

5 измерительной ячейке, и систему регистрации уровня жидкости в градуированном капилляре, отличающееся тем, что. с целью расширения области применения устройства путем обеспечения определения

0 коэффициента поверхностного натяжения на границе раздела жидкость-насыщенный пар при различных температурах, измерительная ячейка выполнена герметичной, верхняя часть градуированного капилляра

5 размещена внутри расширительной трубки, нижний торец которой соединен со стенками градуированного капилляра, расширительная трубка пропущена через горловину измерительной ячейки, в боковых стенках верчне части расширительной трубки, расположенной внутри измерительной ячейки, выполнены отверстия, соединяющие полость расширительной трубки с объемом измерительной ячейки, а в нижней части расширительной трубки ниже уровня верхнего торца градуированного капилляра выполнено сливное отверстие для конденсата, при этом верхняя часть расширительной

трубки сообщена через наклонную коммуникацию, сепаратор и конденсатор с вакуум-насосом, а нижняя часть сепаратора сообщена через капиллярную трубку с нижней частью измерительной ячейки.которая сообщена также с напорной емкостью для исследуемой жидкости, выполненной с возможностью вертикального перемещения.

Изобретение относится к контрольно-измерительной технике и может быть использовано для определения поверхностного натяжения растворов в пищевой промышленности при разработке технологии обработки овощных и фруктовых соков. Цель изобретения - расширение области применения устройства путем обеспечения определения коэффициента поверхностного натяжения на границе раздела жидкость - насыщенный пар при различных температурах методом высоты поднятия жидкости в капилляре. Градуированный капилляр размещен в герметичной измерительной ячейке и соединен с расширительной трубкой, пропущенной через горловину измерительной ячейки и снабженной отверстиями в верхней и нижней частях. Расширительная трубка сообщена через сепаратор и конденсатор с вакуум-насосом, а нижняя часть сепаратора соединена с нижней частью измерительной ячейки. Нижняя часть измерительной ячейки сообщена также с подвижной напорной емкостью для исследуемой жидкости. 1 ил.