Способ определения коэффициента вязкости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИА ЛИСТИЧЕСНИРЕСПУБЛИК 14 19 5 П 4 С 01 М 11/О ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯН АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРОДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ(71) Харьковский государственный университет им. А.М,Горького(56) Авторское свидетельство СССР В 1242764, кл. С .01 И 11/00, 1985.Авторское свидетельство СССР У 1267211, кл. С 01 И 11/00, 1984,(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТАВЯЗКОСТИ(57) Изобретение относится к способамопределения коэффицнента вязкости иможет найти применение в исследованиях физико-химических свойств жидкостей, в научно-технических экспериментах, использующих жидкую фазу. Целью изобретения является расширение области применения способа в сторону материалов, ие впитывающихся в подложку. На подложку из огнеупорного материала, нагретую до температуры плавления исследуемого металла, наносят каплю исследуемого материала, масса которой определяется из соотношения ш ) (8 р,Ь 2 хьс /д)ц, где ьдвижущая сила растекания; р- плотность исследуемого материала; Ь - ширина дорожки, по которой капля растекается; х - длина пути растекания;ускорение свободного падения, Из данных временной графической зависимости растекания капель х от , постро-, енной в координатах 2 = (х/х ) -1 = аГ, коэффициент вязкости определя ют го формуле Д = 5 ртР /(24 р Ъх А), У) где ш - масса капли х - размер кап- С ли в момент времени С , А - тангенс угла наклона прямой 2 = Г(с). 1 табл, =Изобретение относится к способам определения коэффициента вязкости жидкостей и может найти применение в исследовании физико-химических свойств жидкостей при пропитке, нане сенин покрытий, в научно-технических экспериментах, использующих жидкую фазу.Целью изобретения является расширение области применения способа в сторону материалов, не впитывающихся в подложку.ИзвесТно, что капли сравнительно большой массы растекаются под действием двух сил - движущей силы растекания 6" = с- сг - г, где с,;- межфазные поверхностные энергии на границах твердое тело, жидкость, срелп 1да, и 6 = - - --- движущей силы83 Ьхобусловленной понижением центра тяжести капли, в связи с чем кинетика их растекания описывается уравнением:Э25йх вх -- = -- -(д+ Ьг)аС З 2 Р,Ь п 1 г. яв(дь +ю - ) 3 Ь8 р Ьтх 2 30 Для капель большой массы в, для(2) х -х, = --(С-С ) о 24 рЬзУ о 8,Ь хЫв ( -)8 Использование уравнения (2) для определения коэффициента вязкостисостоит в получении экспериментальной временной зависимости положения периметра смачивания Х(С), построения графика из экспериментальной зависи 55 мости в новых координатах 2 = Г(С);х 5где 2 = (- - ) - 1. В этих координа- хо где х х - положения границы каплив моменты времени С и 40Это уравнение получено из выражения (1) при учете того факта, что во многих системах д мало и составляет 10 -10мДж/м . Оно справед 45 лнво для капель с массойтах график временной зависимости Химеет вид прямой линии с тангенсомугла наклона прямой с осью абсцисс5 явзА =24 Ьх Таким образом, построив график 2 = Г(С) и определив А иэ этой граФической зависимости, коэфФициент вязкости определяют из соотношения 3 и 5 апР 24 Ьх А 1 й о(4) Таким образом, предлагаемый способобладает суещственным отличием, состоящим в том, что он использует явление растекания, происходящее поддействием силы дг , обусловленнойпонижением центра тяжести капли, ане весьма малой силы 6, обусловленной изменением поверхности энергиисистемы (в силу ее малости для рядасистем), обеспечена возможность определения коэффициента вязкости материалов, которые не впитываются вподложку в процессе растекания (например, органические жидкости на металлах). Для определения вязкостине требуется большого количества жидкости, упрощается способ ее нанесения .на поверхность - не нужно вакуумногонапыления,Способ реализуется следующим образом.На огнеупорную подложку, нагРетуюдо температуры, вьппе точки плавленияисследуемого материала, наноситсякапля исследуемого материала с массой, удовлетворяющей соотношению80 кЬхгь-, 6в . (-" --- -), Подложка с каплейКподвергается изотермической выдержкепри температуре вьппе точки плавленияисследуемого материала. Измеряется положение границы капли Х в моментывремени С,по даннымх(С) строится график зависимости 2 = Г(С), где 2 =х- ( в -) - 1. Иэ графической зависихпмости 2 = С(С) определяется тангенсугла наклона А прямой с осью абсцисс,а из формулы (4) определяется коэффициент вязкости ,П р и м е р . В качестве огнеупорной подложки взята пластинка Се,исследуемьл материал - октанолгде А - движущая сила растекания;л- плотность исследуемого материала;Ь - ширина дорожки, по которойкапля растекается;х - длина пути растекания,я - ускорение свободного паденияи используя данные графической зависимости, построенной в координатахх 52 = ( ) - 1 = й,определяют кох,.эффициент вязкостипо формуле 30 5 ашз 24 Ьзх А фформула изобретения где ш в ,масса капли;х - размер капли в момент вреомени СА - тангенс угла наклона прямой2 = Й(й),33 35 74 200 360 500 с х, см 2,72 2,89 3,42 4,31 4,98 5,31 Составитель Ц,филатоваРедактор М.Кслемеш Техред Л.Сердюкова Корректор М.Шароши Заказ 5335/44 Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4 3 14308давали при комнатной температуре, прикоторой октанолнаходится в жидкойфазе. Были взяты капли с массой44 10 г, удовлетворяющей условию (3),При ь = (0,8-5) 10 мДж/м имеемт = (18,8-48,0) 10г. Данные о временной зависимости растекания х =Г(с) октанолапо Се приведены втаблице,( ), = 0,82 г/см).1 ОНа основании приведенных в таблицеданных был построен график 2 = Е(С),хгде 2 = ( - ) - 1, а из этого графи"1ка определено значение А = 2,68 10 с .15Используя формулу (4), при известныхзначениях Ь = 1,2 см; х = 2,1 смш = 44 10 г, получили значение коэффициента вязкости октанола:4,6 10 Па с.20Таким образом, предлагаемый способпозволяет определять коэффициентвязкости различных материалов, которые не взаимодействуют с подложкой впроцессе растекания, в то время как 25в известном способе определение коэффициента вязкости возможно лишь вслучае впитывания исследуемого материала в подложку (тонкую пленку) впроцессе растекания,Способ определения коэффициента вязкости металлов, заключающийся в том, что на подложку из огнеупорного 35 материала, нагретую до температуры плавления исследуемого металла, нано" 127 4сят каплю исследуемого материала, регистрируют перемещение границы капли во времени и из графической зависимости размера капли от времени определяют коэффициент вязкости, о т -л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области примененияспособа в сторону определения вязкости материалов, не впитывающихся вподложку, на подложку наносят каплю смассой, удовлетворяющей соотношению