Способ определения поверхностного натяжения жидкостей

(54) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕ НОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ чающийся в воздействии ей на поверхность жидк нии параметра газовой страции значения парам тором. возникают автоко отраженной газовой стр му судят о поверхности о т л и ч а ю щ и й с с целью повышения точи ния натяжения, в качес струи регистрируют уго струи на поверхность 5 лебания вуе и по которо-,3. М зсо ее 81-8Ы5 Сжатыи ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЬ 1 ТИИ(56) 1.Авторское свидетельствВ 419768, кл, 6 01 Б 13/02, 12, Рцпй А.Н., Сгеепй 1 е 1 с 1Бцгйасе йепзоп щеазцппеп ой1 хццЫз. - 1 поцзгг 1 а 1 апй Епцгкнпц сЬеш 1 зггу", 1936,ч.8,92,р3. Авторское свидетельствоУ 527638, кл. С 01 М 13/02, 1(прототип). ЛЕНИЯ ПОВЕРХ- ЖИДКОСТЕЙ, заклюгазовой струости, измеиеструи и региетра, при коом натяжении, я тем, что, ости определетве параметра л паденияжидкости.1 О 20 25 30 40 50 55 11Изобретение относится к измерительной технике, в частности каэрогидродинамическим способам измерения поверхностного натяжения жидкостей, и может найти применение в различных отраслях промышленности для измерения состава и свойств жидких сред по величине их поверхностного натяжения.Известен способ измерения поверхностного натяжения. путем давления в газовом пузырьке, формируемом с помощью вертикально расположенного капилляра, при этом каплю исследуемого вещества наносят на верхний конец капилляра и раздувают в пузырек, причем давление измеряют в любой момент времени 1 11.Недостатком такого способа измерения является наличие контакта капилляра с контролируемой средой.Известен также способ измерения поверхностного натяжения, заключающийся в том, что в сопло, расположенное над поверхностью жидкости, находящейся в измерительной емкости, подают газ с постоянным расходом, измеряют высоту следа, образованного действием газовой струи в жидкости, по значению высоты следа судято поверхностном натяжении жидкости 2.Недостатком такого способа измерения поверхностного натяжения явля ется сложность измерения высочы следа в непрозрачных жидкостях и, как след-,ствие этого, невысокая точность изме. рения.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения поверхностного натяжения, жидкостей, заключающийся в воздействии газовой струей на поверхность жидкости, изменении параметра газовой струи и регистрации значения параметр ра, при которбмвозникают автоколебания в отраженной газовой струе и по которому судят о поверхностном натяжении. В качестве изменяемого параметра используют скорость газовой струи 3 1.Недостатком известного способа измерения поверхностного натяжения является невысокая точность измерения. Объясняется это тем, что при взаимодействии струи газа с поверх- ностью жидкости часть энергии струи за счет касательных напряжений пе. редается жидкости, приводя в дви 30767 г жение некоторую ее массу. Чем выше скорость газа в струе, тем больше количество жидкости прийдет в движение. При реализации метода измерения автоматическими устройствами они будут иметь вариацию значительно возрастающую с ростом скорости газа, т,е. с ростом массы жидкости, пришедшей в движение под действием газовой струи.Целью изобретения является повышение точности определения натяжения.Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения поверхностного натяжения жидкостей, заключающемуся в воздействии газовой струей на поверхность жидкости, изменении параметра газовой струи и регистрации значения параметра, при котором возникают автоколебания в отраженной газовой струе и по которому судят о поверхностном натяжении, в качестве параметра струи регистрируют угол падения струи на поверхность жидкости.На фиг.1 приведена. схема, устройства для реализации предложенного способа; на фиг.2 - график зависимости критического угла падения газовой струи 1 р от коэффициента поверхностного натяжениявязких жидкостей (смазочных масел),Устройство для определения поверхностного натяжения содержит регулятор 1 расхода, в который поступает сжатый воздух, очищенный от масла, пыли и влаги, сопло 2, емкость с исследуемой жидкостью 3 и устройство 4 для фиксации момента перехода поверхности жидкости из устойчивого состояния в неустойчивое;Способ осуществляется следующим образом.Сжатый воздух через регулятор 1 расхода подают в сопло 2. Течение воздуха в струе должно быть турбулентным, так как турбулентные струи более устойчивы к внешним возмущающим воздействиям. Расход воздуха таков, что при вертикальном набегании струи на поверхностьконтролируемой жидкости будет наблюдаться устойчивый режим взаимодействия. Сохраняя длину свободнойструи неизменной, увеличивают уголпадения газовой струи 3 до моментавозникновения автоколебаний. ПоНа фиг.2 представлена экспериментально полученная калибровочная зави симость критического угла падениягазовой струи Кот коэффициента поверхностного натяжения 6 вязких жидкостей (смазочных масел),полученная при постоянной скорости струи. Для 25определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости необходимо из".мерить с 6 я, для данной ющкости при той же скорости струи и определить 6 по калибровочной зависимости.Сравнительное определениеодних и тех же жидкостей известным способом и.определяемым способом показывает, что известный способ повышает точность измерения более чем в 3 раза за счет снижения вариа" 35ции измеряемой величины. 3 11величине критического угла падениягазовой струи К, при которомпроисходит переход поверхностижидкости иэ устойчивого состоянияв неустойчивое, судят о поверхностном натяжении.При вертикальном избегании струина поверхность жидкости и постоянном расходе воздуха, при которомнаблюдается устойчивый режим взаимодействия напряжения, создаваемыесилой поверхностного натяженияи силой тяжести, точно уравновешивают действие нормальных напряжений,создаваемых газовой струей на поверхности жидкости. С увеличением угла1 и сохранением длины свободнойструи(фиг,1) нормальные напряже-.ния будут уменьшаться, что приведетк уменьшению кривизны поверхностираздела фаз 5, а, значит, и к уменьшению напряжения от силы поверхностного натяжения. При дальнейшемувеличении угла .с до Орт экогда сумма локальных напряженийжидкости и газа превысит напряженияот силы поверхностного натяжения,произойдет переход поверхности жидкости из устойчивого состояния внеустойчивое, который может бытьзафиксирован посредством установкичувствительного элемента, напримермикрофона, устройства 4 в зону отраженной газовой струи,Таким образом, для того, чтобыперевести поверхность жидкости из 30767 1устойчивого состояния в неустойчи 1вое, необходимо преодолеть напряженияот силы поверхностного натяжения,а это осуществляется в предложенном способе изменением кривизныповерхности раздела фаз посредствомизменения положения струи;Следовательно, для жидкостей сбольшим коэффициентом поверхностного 1 О натяжения изменение кривизны поверхности раздела фаз, необходимое дляпреодоления напряжения от силы поверхностного натяжения, достигаетсябольшим критическим углом падения 15 газовой струи, что и подтверждаетсярезультатами экспериментов.1130767 Составитель А,КащеТехред ЖЛастелевич рректор О. Редактор Г. Волкова Заказ 9601 Н 11303 иал ППП "Патент", г.ужгород, ул.Проектная, 4 пффф эрад Тираж 822Государственного кделам изобретений иМосква, Ж, Раушс Подписноемитета СССРоткрытийая наб., д.4/5