Способ определения краевого угласмачивания

ОП ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалмстнче сии хРесвубляк 11823981(22) Заявлено 16. 04. 79 (21) 27552 64/18-25 с присоединением заявки М -Ьвуйеуетеэеай кеанат СССР аа делам наееретеник и етхрыткй(088.8) Дата опубликования описания 25.04.81. С. Кокорев, В. А. Рыжаков и А. А, С вский ордена Трудового Красного инженерно-физический ийститут 71) Заявит РЕДЕЛЕНИЯ КРАЕВОГО УГСМАЧИВАНИЯ СПОС ческому некие п рукцион формы,с адгеэиоИзве угла см цо макс в щелев. емой повкраями,трубку,диске 1 ретение относится к физикохимианвлизу и может найти примери контроле взаимодействия констных материалов цилинцрической жидкими срецами и опрецелении нных характеристик текучих среа. стен способ измерения краевого ачивания на плоской поверхности имальному давлению в капле жицогда капля,жидкости формируется ом зазоре, образованном исслецу ерхностью и аиском с острыми а жидкость подается снизу через присоединенную к отверстию в Однако указанный способ не пригоден аля измерения краевого угла смачивания .на образцах цилиндрической формы.Наиболее близким по технической сущ" ности к преалагаемому является способ определения краевого угла смачивания жидкости по возвышению периметра смачивания наа плоским разделом жидкости,наблюдаемого при погружении и нее цилиндрического стержня 121,.Недостатком данного способа является то, что провоцятся визуальные измерения высоты поднятия смачиваемого пери 3метра, что приводит к большим погреш-.ностям измеренияСпособ не дает воэможности проводить визуальные измерения углов смачивания больших 90 . Кро 1 Оме того, при измерениях на легко испаряющихся жидкостях возможны значительные погрешности измерения угла смачивания, возникающие за счет конденсациипаров жидкостина цилиндре. При измерении в агрессивных средах возможно загрязнение окружающей срецы, Данный способ обладает малой производительностьюпроведения измерений,Бель, изобретенияповышение точ(ности и производительности определениякраевого угла смачивания.Поставленная цель достигается тем,.что в способе определения краевого угласмачивания, заключающемся в формироваО 35 55 3 8230 нии мениска на внешней поверхностицилиндрического образца, мениск жидкос, ти формируют в капиллярном концентрическом зазоре вокруг образца и измеряют капиллярное давление в момент раэ 5 рушения мениска, по которому определяют величину краевого угла смачивания,Расчетная формула получается из решения уравнения Лапласа и имеет виц СОВ 9= -- - (4+ ) о Но о" где Окраевой угол смачивания;Нразность уровней жидкости;У - величина зазора.15б - коэффициент поверхностногонатяжения жидкости;плотность жидкости;го - радиус образцаНа чертеже представлена прйнципиаль 20ная схема устройства для реализациипрецлагаемого способа,Устройство содержит цилинцр 1 с крышкой 2, имеющей коническое отверстие сострой кромкой, помещенный в сосуд 3,25который заполняется рабочей жидкостью..Исследуемый образец 4 вертикально расположен в цилинцре 1 и герметично закреплен в зажимах верхнего 5 и нижнего6 фланцев сосуца 3. Измерение уровняжидкости производят по воцомерномустеклу 7. Изменение уровня жидкостиосуществляется путем изменения объемасильфона 8.Угон смачивания ахзмеряется слецующим образом,Путем планового изменения объемасильфона 8 заполняется сосуд 3 исследуемой жидкостью выше крышки 2 цилинцра1. Затем производят медленное опускание уровня жидкости в сосуде 3 эа чет 40растяжения сильфона, в зазоре, образованном исследуемым образцом 4 и поверхностью крышки 2, формируется мениск,столб жидкости внутри цилиндра 1 остается постоянным, а уровень жидкости в 45промежутке межцу цилиндром 1 и сосудом 3 продолжает опускаться. Когца капиллярное цамение в зазоре становитсяравным цамению столба жидкости Н(Н - разность уровней жидкости внутри 50цилиндра и промежутке между цилиндроми сосудом), мениск разрушается и массажицкости внутри цилинцра падает вниз,что создает скачок уровня жидкости всосуде 3, Момент скачка уровня жицкости в сосуде 3 служит для отсчетавеличины Н. По величине Н определяют 81 4капиллярное давление и рассчитывают краевой угол смачивания.В качестве тарировки установки проводится серия опытов на установке с раз- рерами о 0,5 мм, го -2,5 мм. Рабочей жидкостью является цистиллированная вода при атмосферном давлении и при температуре от 20 до 9 С С, Полученные значения краевого угла смачивания соответствуют цанным, .имеющимся в литературе,Использование предлагаемого способа дает воэможность измерения угла смачивания на поверхности цилинцрических образцов различного диаметра и различной длины (путем перемещения образца в зажимах), что значительно уКрощает измерения и повышает их производительность.Кроме того, способ позволяет проводить измерения в герметичном объеме в атмосфере собственных паров, цля агрессивных жидкостей и различных температурах. При данном способе измерения краевого угла смачивания используются небольшие количества рабочей жидкости. формула изобретения Способ определения краевого угласмачивания, заключающийся в формировании мениска на внешней поверхности цилиндрического образца, о т л и ч а ющ и й с я тем, что,с целью повышения производительности и точности измерения, мениск жидкости формируют в капиллярном концентрическом зазоре вокругобразца и измеряют капиллярное давление в момент разрушения мениска, покоторому определяют величину краевогоугла смачивания.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Кокорев Л, С. и Смирнов А. А,Эффективный краевой угол при кипениижидкости. Вопросы теплофиэики ядерныхреакторор. Под ред. В. И. Субботина,выпуск 4, Атомиздат, 1974, с. 72-76.,2, Сб, физическая. химия поверхностных явлений при высоких температурах.Хантадзе Д. В, Чантурия 3. А., Окроашвили Т, Г,Оникашвили Э. Г. и церцвац-,(зе Т.Г. Определение капиллярных свойствжидкости п 6 форме поверхности, образуемой ее плоским разделом вокруг цилинцра. Киев, "Наукова думка, 1971, 8286 ( прототип),07 2095/60 Тираж 9ВНИИПИ Госудапо делам из 3035, Москва, ЖПодписное рственного комитета СССР ретений и открытий Раушская набд. 4/5