Способ контроля поверхностного натяжения жидкостей

 

Использование: в измерительной технике, в частности в аэрогидродинамических способах контроля поверхностного натяжения движущихся сред. Сущность: струей газа воздействуют под одним и тем же углом по и против течения жидкости. По сумме предельных скоростей определяют поверхностное натяжение. 2 ил.

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим способам контроля поверх- ностного натяжения жидкостей, и может найти применение в различных отраслях промышленности.

Известен способ измерения поверхностного натяжения (см., например, Pfund A.H., Greenfild E.W. Surface tension measurement of viscous liquds/ Industrial and Eng. chemistry. 1936, v.8, N 2, р. 81-82), заключающийся в том, что в сопло, расположенное над поверхностью жидкости, находящейся в измерительной емкости, подают газ с постоянным расходом, измеряют высоу следа, образованного газовой струей на поверхности жидкости, по значению высоты следа судят о поверхностном натяжении жидкости.

Недостатками такого способа измерения поверхностного натяжения являются недостаточная точность измерения и невозможность контроля движущихся жидкостей.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения поверхностного натяжения (см. авт. св. СССР N 527638, кл. G 01 N 13/02, 1976), заключающийся в воздействии газовой струей на поверхность жидкости, изменении параметра газовой струи и регистрации значения параметра, при котором возникают автоколебания отраженной газовой струи и по которому судят о поверхностном натяжении, в качестве изменяемого параметра используют скорость газовой струи.

Недостатком известного способа измерения поверхностного натяжения является невысокая точность измерения движущихся жидких сред.

Целью изобретения является повышение точности контроля поверхностного натяжения движущихся жидких сред.

Цель достигается тем, что по способу контроля поверхностного натяжения жидкостей, заключающемуся в воздействии газовой струей под углом к поверхности жидкости, изменении скорости газовой струи и регистрации значения предельной скорости струи, при которой в системе газ - жидкость возникают автоколебания, струей газа воздействуют под одним и тем же углом по и против течения жидкости и по сумме предельных скоростей определяют поверхностное натяжение.

Для пояснения существа способа контроля поверхностного натяжения на фиг.1 и 2 предствлена схема установки для его реализации.

В сопло 1 через регулятор 2 расхода подан сжатый воздух (или другой газ, например азот). Сопло расположено под углом α и на расстоянии l от среза сопла до невозмущенной поверхности жидкости, причем α и l = const в процессе измерения. Струя газа, выходящая из сопла 1, воздействует на поверхность контролируемой жидкости и образует углубление 3.

Способ контроля поверхностного натяжения жидких сред осуществляется следующим образом.

Вначале на поверхность движущейся жидкости по ее течению воздействуют газовой струей. Изменяют скорость газа в струе путем изменения расхода газа, подаваемого на вход сопла 1. Изменение скорости газа в струе производят до тех пор, пока в системе струя газа - жидкость не возникнут колебания, при которых струя газа, выходящая из колеблющегося углубления 3, совершает возвратно-поступательное движение. Такая скорость газа v_г1 в струе является предельной, зависящей от поверхностного натяжения жидкости и скорости ее течения. Полученное значение v_г1 фиксируют.

Затем воздействуют струей газа (при том же угле падения α и расстоянии l от среза сопла 1 до поверхности жидкости) против течения жидкости. Изменяют скорость газа в струе до предельного значения v_г2, при котором наступает автоколебательный режим взаимодействиия газовой струи с жидкостью. Полученное предельное значение скорости v_г2 измеряют и фиксируют. После фиксации предельных скоростей v_г1 и v_г2 определяют их суммарную величину v, по значению которой судят о поверхностном натяжении движущейся контролируемой жидкости.

Предельные скорости газовых струй v_г1 и v_г2 зависят как от поверхностного натяжения, так и от скорости движения жидкости, так как v_г1 = v_г - Δv_г; v_г2 = v_г + Δv_г, где v_г - предельная скорость газа в газовой струе при неподвижной контролируемой жидкости; Δ v_г - изменение предельной скорости v_г вследствие влияния движения жидкости.

Таким образом, получаемый после суммирования результат равен удвоенной величине предельной скорости v_г газа в струе при взаимодействии ее с неподвижной жидкостью, т.е. v = 2v_г.

Предложенный способ контроля поверхностного натяжения в отличие от известных обеспечивает бесконтаткный аэрогидродинамический контроль движущейся жидкости.

Формула изобретения

СПОСОБ КОНТРОЛЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ, заключающийся в воздействии газовой струей под углом к поверхности жидкости, изменении скорости газовой струи и регистрации значения предельной скорости струи, при которой в системе газ-жидкость возникают автоколебания, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения движущихся сред, струей газа воздействуют под одним и тем же углом по и против течения и по сумме предельных скоростей определяют поверхностное натяжение.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2