СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ И РАСПЛАВОВГ;ЧИЛ!Ч'-иГ!;:^ Советский патент 1974 года по МПК G01N13/02 

1

Изобретение относится К области изучения физвко-хИМических свойств ж,идкостен и ;расn;iaiBOB.

В известиом методе определения новерхиостиого натяжения жидкостей и раенлаков - методе выдувания пузырька в жидкость - используют Капилляр, рабочий коиец которого затачивается на «нож с известным диаметрОМ. Замеряя максимальное давление о капилляре при выдувании пузырька, по известному соотношению определяют позерхностое натяжение исследуемого расплава и жидкости. действительный радиус иузырька нри максимальном давлении в нем из-за условий смачивания капилляра не всегда равен радиусу капилляра. Кроме того, не учит1 и5астся гидростатическое да.влеиие, .которое может вносить существепиую ошибку в из.мереиия. Все это снижает точность изл ереиий.

Предлагаемое изобретение позволяет устранить указанные недостатки благодаря тому, что каплю исследуемой жидкости ианосят сверху на рабочую поверхность вертикально расположенного капилляра, газ в который подается через специальный патрубок, а па нижпем копп,е жестко установлен высокочувствительный дифференциальный микроманометр с тензометрическими датчиками, наклеенным и на упругую мембрану. Для создания устойчивого пузырька необходимо, чтобы изменеиие

объема с давлением в датчике было значительно .MCHbHie, чем в пузырьке.

Изменение объема спетемы при подаче газа еверх максимального давления равно:

16 з

Д1/ I/O - 1/, : - Г.О

Pf-P. 3

где Vl и V: - объем системы до и после подачи газа сверх макеималь юго да.влеппя соответственно;PI - максимальное давление газа в пу

зырьке: р2 -- давлеине в системе после дополпительпой подачи газа.

Приборы, регистрирующие давлеи.ие, измс ряют величину обьема илп деформации, ее ответствующие даппому давлению.

В частности, для жидкостного U-образиого микроманометра

P-S

V d

где S - площадь сечепия каиилляра ма.пометра,

d - удельный вес запол1ияющей жидкости. Тагда

Д1/ ,, 1/, v, (Р,- Я.),

где Vl соответствует макси.мальпому давлению, а Vi - конечному.

Из этого соотношения с.тедуст, что чем меньше 5 и oo.Tinuc d, тем меньше AV, а :еледовательно, и меньше влияние микроманометра на характер выдувания пузырька газа и его размер. Идеальным можно ечнтать датчик е шир() 11нте эвалом нзмеряемых давленнн при Л .

В случае иснользова1иня упругой мембраны

ДК ,:: К, - I/, -1 (Я, - /Л),

где С- упругость мембраны.

Таким образом, для уменьшения влияния мано.уетра на выдувание пузыря мембрана должна обладать достаточной жесткостью. Однако увеличеппе последней снижает чувствительность установки но измерению давления.

В связи с этим подбор мембраны ocyHiecTвляется так, чтобы при максимально возмож)iOH ее жееткостн получить достаточпьп для фиксирования разбалаис тепзометричеСКих датчико1В. Полученная зависимость не учитывает сжимаемость газа с ростом давления и его расширение при самопроизвольном росте пузырька. показали, что для устра псиия влияния этого эффекта необходимо объем CHiCTeMbi делать возможно минимальиым. Для усиления сигиала используется мостовая схема их соединения и динамический усилитель. В целях ликвидации «плавация нуля - измерения начала отсчета в процессе опыта - применяется усилитель переменного тока с высокочастотным питанием моста. С усилителя сигнал подается па шлейфовыи осциллограф

Н (|))уОТСЯ па ()ОТ1)НЛ(. С ПОМП;ДЫО

градупровочного графика определяется давление в нузырьке.

Одновременно е замером давления в пузырьке производится его фотографирование специалыюй фотосистемой с известпым коэффициептом увеличения. Поскольку оболочка выдуваемых пузырьков газа и.меет две поверхности и абсолютно сферическую фор.му, го для определения поверхностного натяжеИ1 я по известной фор-муле

Р-г

радиус пх кривиз ны г измеряется с высокой точностью.

Предлагаемый способ позволяет производить большое число измерений в одного опыта И вести обработку результатов на основе статистического анализа.

В случае измерения новерхпостиого натяжепня расплавов капилляр устанавливается в печь с контролируемой атмосферой.

Предмет изобретения

Способ определения поверхностного натяжения жидкостей и расплавов путем из.мерения давления в газовом нузырьке, формируемом с помощью вертикально расположенного капилляра, отличаюшийся тем, что, с целью повышения точпости измереиий, каплю исследуемого веш.ества на.носят на верхний конец капилляра и раздувают в пузырек, причем давление измеряют в любой моме-т времепи.