Устройство для определения поверхностного натяжения жидкостей

О П И С А Н И Е )(462 И 5 Союз Советских Социалистических Реслублик61) ополннтельно т. свид-ву -2) Заявлено 16.10.73 (21) 19635 51) М.Кл. 6 01 п 13/02 см заявки М -присоединен осударственный комитеСовета Министров СССРоо делам изобретенийи открытий(32) Приоритет -53) УДК 543.542 (088.8 О:мблРКовано 28.02.75, гОллстснь Хе пнания 02.09.75 ата опубликования З,ВТОР силь и Л, П. ф вовский ордена Ленина политехнический институт 71) Заявнтсл(54) УСТРОЙСОВЕРХНОС 1 НОГО О ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕ 2 д,-Л) 1, Чб где О н : - смеппска, в егоплоскости сремоменг достиВ менискс. Пр оотве верш за н ения н обр радиус крнвнзньстояние от нпх д нца капиллярачьного давлснн 5газового пузырь ственно)не и рас жнего ко максима азовани Изобретение относится к обла;ти нзмерсния физико-химических параметров жидкостей, в частности, к измерению поверхностного натяжения по методу максимально) о давления в ГР)зовю Пузырьке. 5Известно усройсгво для изб рснпя поверхн 0 с п 10 Г 0 н я т я ж е н и 51 Ркд к Ос Г с и 0 м сОду м а 1.сР).ЯлПОх) дявлепи 51 В ГязоВОъ Гузырьке, состоящее нз двух нзмсритсльных капилляров с различными значениями внугрс;шсго радиу са, ПОГржсппых в исследуемую жидкость па разные глубины и таким образом, что выходи)с калиброванные отверстия их направлены Вниз. При прецпзиоппОМ измерен)1 П поверхнос)ного натяжения пренебрегают расстояниями 15 от вершины менисков в момент достижения максима,ьных давлений в ннх до плоскостей среза пп 5 кнпх концоВ пзмерптелПых кяпРлз)ярог, ввиду их неопределенности; в результате возникает дополнительная погрешность измере ния. При значительном отличии значений внутреннего радиуса измерительных капилляров известного устройс Гва указанная вь)ше поГрешнОсть резко возрастаст и, 1 Япример, пр)1 применении капилляров Г =0,15 мм и г"= 25 =0,5 мм ее величина для Ркндкостей Лу/о= =0,1 - 0,55 мм-, где Лу разность удельных Весов исследуемой РкидкостР и газа в мсниске, и -- велнчнна поверхностного натяжения жидкости 0,787 - :6,2197 30 С нелью с)здепп)я устронства для нзмерення ПОВСРХНОСТНОГО НЯТЯЖСНРи ЖИД 1.0 СТСП ПО МС- толу макснмального давления в газовом:узырькс, которое позволило бы повысить точность измерения за счет учета расстояния от Ве)эшПы менискя В момент достижения максимального давления до плоскости среза измсрительного кашлляра, в устройстве прнмсняют два измерительных капилляра с одинаковыми значениями внутренних радиусов и погружасмых в исследуемую жидкость таким образом, что выходное калпбровапнос отверс Гнс одного измерительного капилляра направлено вертикально вниз, другого - вертикально вверх, а плоскости срезов нижних КОПЦОВ ряз- МСЩСНЫ Р)Я ОДИНЯКОВОМ РЯССТОЯНПП 01 ПЛОСКО- сти жидкости в сосуде,Максимальное давление в газовом пузырьке, образующемся нз измерПельного капилляра, погруженного на глубину О в жидкость, смачВаОщу)0 материал стенок капилляра, равно:(5) Определецце велцчипы поверхностного натяжения оэгласно формуле (5) исключает вышеуказанную погрешность измерения,На чертеже представлена схема устройстваизмерения поверхностного натяжения, состоящая из источника питания газом 1, датчпка давления 2, схемы управленгця 3, пикового вольтметра 4, запоминающего устройства 5, дифференциального усилителя 6, измерительных капилляров 7 и 8 с одинаковыми значениями внутренних радиусов и погруженных в 51 сследуему)о жидкость таким образом, что выходное отверстие одного из мер и тел ьпого капплляра направлено верпикальио вниз, другого - вертикально вверх, а плоскости срезов нижних концов размещены на одилаковом расс 1 оянии от плоскости жидкости в сосуде 9, регт)стр)руощего прибора 10 и термостата 11 для термостатирования исследуемой ж 1 идкостп. 50 55 60 ка из капилляра, выходное отверстие которого направлено вертикально вниз, величина г сумыцруется с Н, а прц образовании пузырька из капилляра, выходное отверстие которого направлено вертикально вверх, - вычптается цз Н. В результате математической обработки дацных расчета величин Ь и г путем графического метода решения уравнения капилляр- ности В. Томсона на электронно-вычислительной машине получают: Л)= т в в+64 т (2)о.г=тв+0,288 тв - - , (3) Разность максимальных давлений, измеряемых в каждом из змертельных капилляров с одицаковымц значенпямц внутреннего радиуса и погруженных в исследуемую жидкость таким образом, что выходное отверстие одного измерительного капилляра направлено вертпкально вццз, другого - вертикально вверх, а плоскости срезов нижних концов размещены на одинаковом расстояццц от плоскости ждкости в сосуде, с учетом (1) - (3) будет равна:2 о .у ЛР= +Л(О+твв - 0,2188 тв ) -2 озтв в - 0,164 твоОтсюда велич)на поверхностного натяженпя исследуемой жидкости, измеряемая при помощп предлагаемого устройства, с учетом расстояний от вершин менисков до плоскостей срезов нижних концов измерительных капилляров будет равна:- ,1 у(о - твв - тв 0,2188 - ) (4)Л) оХР - 2./в01(4 2в Л Р - 1,324 Л ут в5 10 15 20 25 Зо 85 40 ,45 Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей работает следующим образом.Прц помощп схемы управления 3 включает. ся схема измерения, в результате чего газ от источн 1 ка газа 1 че 1 рез схему управления поступает в изме 1 рительиый капилляр 7, в котором начинает образовываться газовый пузырек, Давленце в газовом пузырьке измеряется и преобразуется датчиком давления 2 в электрический сигнал, который непрерывно измеряется пиковым вольтметром 4. Напряжение с пикового вольтметра поступает в схему управлен 1 ця, в которой через малые и равные интервалы временн производится сравцен 1 е его текущего значения с предыдущим значени. ем напряжения. Как только текущее значение вели цшы напряжения станет равным или незначительно больше предыдущего зна. чеция, из схемы управления 3 поступает сигнал запоминающему устройству 5 на запоминание предыдущего значения величины цанаряжения, что соответствует окончанию процесса образовация газового пузырька пз капилляра 7. Затем при помощи схемы управления питающий газ подается в измерительный капилляр 8, а напряжение, соответствующее максимальному давленкчо в газовом пузырьке, образовавшемуся пз измерительцого капилляра 8, аналогаличых образом запоминается устройством 5. После этого напряжения, соответствующие максимальным давлениям в газовых пузырьках каждого из измерптельных капилляров устройства, при помощи схемы управления 3 цз запомивнаюшего устоства 5 подаотся ца вход дифференциального усилителя 6 с выхода которого сигнал, соответствуощцй разности максимальных давлений ХР, регистрируется прибором 10.Величину поверхностного натяжения пссле. дуемой жидкости рассчитывают по получеццоц формуле (5).После одного ц)ила процесс пзмерения при помощи схемы управления 3 производится аналогично,Предмет изобретенияУстройство для измерения поверхностного 511 т 515 кецпя жидкостей по .етоду ыаксималь. ного давленпя в газовом пузырьке, содержащее два капилляра одинакового диаметра, плоскости среза которых погружены на одинаковуо глубину, источник питац 1 яазоы, датчцк давления, схему управления, тгпковый вольтметр, запоминающее устройство, дифференциальный усилитель, регистрирующий прибор и термостат, отличающийся тем, что, с целью устранения влияния дополнительного гидростатнческого давления, вызванного вел 1- чиной пузырька при максимальном в пем давлении, конец одного из капилляров выполнен в виде колена.Подписноеов СССР кая нао., д л. тип. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговл аназ 3057ЦНИИП Изд,1246 сударственного коми по делам изобрете Мооква, Ж, Рауш