Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей

ОП ИСАНИ ЕИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(и)557298 б 1) Дополнительно 561 3/О рисоединением заявки М осударственнми комитетСавета Инннстрпв СССРпа делам изабретенийи аткрытий 23) Приоритет - 43) Опубликован 05.77.Бюллетень) Дата опубликования описания 18.06.7 Белов(72) Автор изобретен тдел физико-технических пробл ральского научного центра АН энергетикиСР аявит СТРОИСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ ЕРХНОСТНОГО изме ре жид На фиг. 1 и 2 показано предложенное устройство, варианты.Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей содержит манометрический сосуд 1, являющийся одновременно ресивером, который заполняется исследуемой жидкостью и инертным газом через отросток 2, Газовый баллон 3 заключен в нагреватель 4. В верхней части манометрического сосуда впаяна трубка 5, сверху соединяюшаяся с газовым баллоном, а снизу - с резервуаром 6, в котором установлена калиброванная трубка 7, В резервуар 6 впаяна соединительная трубка 8, свободный конец которой опушен в исследуемую жидкость,После заполнения устройства исследуемой жидкостью и газом и установки измерительной части устройства в термостат 9 уровни жидкости в манометрическом сссуде 1 и трубке 8 будут находится практически на одной и той же высоте, если давление газа в манометрическом сосуде 1 и газовом баллоне 3 (а следовательно, и в резервуаре(22) Заявлено 22. 05. 75. (2 обретение относится к техник зико-химических характерист кос теи.Наиболее близким техническим решением к предложенному является устройство для 5 измерения поверхностного натяжения жидкостей, содержащее газовый баллон, нагреватель, газовую ловушку, промежуточный резервуар, манометрическую трубку, резервуар с расположенной в нем калиброванной трубкой, бу- О ферный резервуар и термостат 11.Недостатком устройства является неполное соответствие температуры вешества в измерительнойй части прибора, температуре термостата в процессе измерения при конечной скорости 15 проведения измерений, обусловленной скоростью нагрева баллона, и при небольшом бъеме баллона (приблизительно равном, например, объему буферного резервуара), Кроме того, устройство имеет сложную конструкцию. 1Цель изобретения - упрсшение устройства и повышение его надежности.Поставленная цель достигается за счет того, что резервуар расположен внутри манометрического сосуда, служашего одновременсивером, и соединен с газовым балл6) будет одинаково. При этом в резервуаре 6 находится некоторое количество жидкости, так что срез халиброванной трубки 7 опушен в жидкость.5Во время подогревания баллона 3 с помощью нагревателя 4 давление в баллоне, а значит, и в резервуаре 6 и трубке 8 повышается до тех пор, пока уровень жидкости в трубхе 8 не опустится до конца этой трубки, опущенного в жидкость. С этого момента начинается пробулькивание расширяющегося от нагрева в баллоне 3 газа в манометрический сосуд 1. При этом не исключается продавливание пузырьков газа в манометричесхий сосуд 1 и через столбик жид кости в калиброванной трубке 7, вследствие того что уровень жидкости в резервуаре 6 под влиянием перепада давления опускается до уровня среза этой трубки (при этом вы сота столбика жидкости в трубке 7 несколько повышается). В результате часть газа из газового баллона 3 и соединенного с ним резервуара 6 перетекает в манометрический сосуд 1. И Вскоре наступает такой момент, когда тепла, передаваемого баллону 3 от нагревателя 4, становится недостаточно для пробулькиввния пузырьков в манометрический сосуд 1. С этого момента производится дополнительное термоствтирование, т.е, выдержка времени для выравнивания температур в измерительной части прибора и термостате. После того как температура в изме рительной части устройства станет равной температуре термостата 9, нагреватель 4 выключается, давление в баллоне 3 вследствие начавшегося охлаждения баллона падает, поэтому уровень жидхости в трубке 8 под действием избыточного давления газа в мвнометрическом сосуде 1 начинает повышаться, В какой-то момент времени давления в манометрическом сосуде 1 и баллоне 3 выравниваются, но, поскольку охлаждение 45 баллона продолжается, уровень жидкости в трубке 8 наконец доходит до резервуара 6. Одновременно на срезе калиброванной трубки 7 под действием увеличивающегося перепада давлений, созданных в манометричес ком сосуде 1 и резервуаре 6, формируется пузырек газа. При достижении максимального перепада давления, соответствующего данному поверхностному натяжению, пузырек отрывается и всплывает. Вслед зв ним про- М давливается серия пузырьков. В результате давление нвд поверхностью жидкости в резервуаре 6 возрастает и продавливание прекращается. Высота Ьо , при которой просхакивает первый пузырек газа, изме ряется и используется для определения поверхностного натяжения по формуле:д=г где р - эффективный радиус калиброванной трубки 7;р плотность жидкости;ф - усхорение силы тяжести;И - расстояние между срезом калиброванной трубки и мениском жидкости в манометрическом сосуде.Так как охлаждение баллона 3 продолжается непрерывно, то через некоторое время давление в нем упадет настолько, что со среза трубки 7 снова оторвется пузырек, высота Ь, измеряется вновь и т.д, Для того, чтобы снова провести цикл измерений при данной температуре, необходимо снова включить нагреватель 4, Таким образом, процесс подготовхи прибора к измерениям, описанный ранее повторяется.В качестве узда создания перепада давления между ресивером и резервуаром с расположенной в нем калиброванной трубкой может быть использован термоствт в совокупности с устройством, обеспечивающим охлаждение газового баллона в процессе измерения. В этом случае стеклянная часть устройства помещена в термостат 9 полностью (фиг. 2). Газовый баллон 3 заключен в теплоизолируюшую и газонепроницаемую оболочку 10, полость которой с помощью распределительного, крана 11 сообщается посредством трубок 12 и 13 соответственно с объемом термостата 9 и с ре зервуаром 14, содержащим хладагэнт, например охлажденный (по отношению к температуре термостата) воздух. Для того чтобы провести измерение, с помощью распределительного крана 11 соединяют резервуар 14 с полостью оболочки 10. Газовый баллон 3 постепенно охлаждается, вызывая тем самым понижение давления в резервуаре 6, что приводит к проскакиванию пузырьков со среза калиброванной трубки 7. В результате этого давление в резервуаре 6 и газовом баллоне 3 повышается. Но поскольку охлаж дение баллона 3 продолжается непрерывно, то через некоторое время через калиброван ную трубку 7 продавливается еще одна серия пузырьков и т.д. После того как газ в баллоне 3 и хладвгент в резервуаре 14 достигнут теплового равновесия, продавливание пузырьков прекращается. Для продолжения измерений необходимо с помощью распределительного храна 11 соединить полость оболочки 10 с объемом термостата 9. Тогда газ, находящийся в баллоне 3, будет нагреваться до температуры термостата 9. В результате такого нагрева давление в баллоне3 возрастет, вследствие чего уровень жидкости в резервуаре 6, опускаясь, достигнет конца соединительной трубки 8, опушенной в исследуемую жидкость. С этого момента начнется пробулькивание расширяющегося газа в манометрический сосуд 1. После того как пробулькивание газа прекратится, производится выдержка времени для дополнительного термостатирования устройства, после чего можно проводить следующий цикл измере ния при данной температуре.В варианте, показанном на фиг, 2, все хрупкие элементы конструкпии устройства размещены внутри термостата, что позволяет повысить надежность конструкции и р уменьшить габаритный размер устройства по вертикали. Упрощение устройства достигается за счет того, что отпадает необходимость в Ю газовой ловушке и промежуточном резервуаре, уменьшающих влияние температуры нщ. ретого в баллоне газа на температуру вещества в измерительной части; отсутствует буферный резервуар; сокращается (от шести 25 до двух) число соединительных трубок. Надежность конструкции повышается за счет, того, что большая часть элементов расположена внутри манометрического сосуда, уменьшено количество основных элементов конструкции, соединительных трубок, спаев (с девяти-десяти до четырех-пяти),формула изобретенияУстройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей методом максимального давления в газовом пузырьке, содержащее газовый баллон, нагреватель,манометрический сосуд, резервуар с расположенной в нем калиброванной трубкой и термостат, отличающееся тем,что,сцелью упрощения устройства и повышениянадежности его конструкции, резервуар расположен внутри манометрического сосуда,служащего одновременно ресивером, и соединен с газовым баллоном,Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Авторское свидетельство %147023,кл. 01 Й 13/02, 17.УШ. 1961 г.557298 7 г.2 Составитель С. БеповодченкоРедактор Т. Орловская Техред И. Асталош Корректор С, Бопднжар Тираж Заказ 841/57ИНИИПИ Г 1101ого комитетаам изобретени35, Раущская в ССС пиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная,осударственн по деп Москва, Ж 11 ПодписноеСовета Минис й и открытий наб., д. 4/5