Устройство для определения поверхностного натяжения жидкостей
О П И С А Н И Е f»I462ll5
Союз Советских
Социалистических
Реслублик
ИЗОБРЕТЕН ИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 16.10.73 (21) 1963583/26-25 (51) М.Кл. 6 01п 13/02 с присоединением заявки ¹â€”
Государственный комитет
Совета Министров СССР оо делам изобретений и открытий (32) Приоритет—
0.1 бликовано 28.02.75. г)!Оллстснь № 8 (53 ) УДК 543.542 (088.8) Дата онуб Ill f НЗОOPC!Е:I:iЯ И. С. Кисиль и Л. П. Фабри Львовский ордена Ленина политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПОВЕРХНОС1НОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ Изобретение относится к обла;ти нзмерсния физико-химических параметров жидкостей, в частности, к измерению поверхностного натяжения по методу максимально<о давления в газош!м пузырьке. Известно устройстьо для 1!зм< рснпя поверхнос!нОГО IIBTH>KCHIIH кндкост сй по мс Oдх максимальногоо давления в газовом пузырьке, состоящее нз дву..< нзмсри гсл! ных капилляров с различными значениями ««угре;шсго радиуса, погружен ных в псслед> ем !О жи zi Вниз. При прецизионном измсре;! !!! пове!рхноcTII0f натяжения пренебрегают расстояниями от вершины менисков в момент достижения максимальных давлений в Iliix до плоскостей c p p 3 3 I l l l )l< l l l l x к 0 н но В 1! 3 м е р и те 1 ь н ь1 x к я и ил л ярог, ввиду Нх неопределенности; в результате возникает дополнительная погрешность измерения. Г1р!! значительном отличии значений внуTpcIIIIего радиуса измерительных капилляров известного устройсгва указанная выше погрешность резко возрястяст и, на!11>на!ер, пр1! применении капилляров r =0,15 мм и r"= =0,5 мм ее величина для жидкостей Лу/0= =0,1- — 0,55 мм, где Лу разность удельных весов исследуем<>й жидкости и газа в мсниске, <т — — величина 110«epxl!ocTI!oro натяжения >кид0ci !i 0,787 — 6 219 (p С целью создания устройства для измерения 11OB0pXIIOCTIIOI 0 натяжсн 1;I >! 15 вверх, а и",îñêîñòè срезов нн>KII!Ix ко!!цов размещены на одинаковом расстоянии от плоскости жидкости в сосуде. Максимальное давление в газовом пузырьке, образующемся нз измер1пельного капилля20 ра, погруженпого на глубину О в жидкость, сма !1!ВЯ!Ощую материал стенок капилляра, равно: 2<т т- у (H+-), (1) 25 b где д н =- — соответственно радиус кривизны меппска, в его вершине и расстояние от них до плоскости среза нижнего конца капилляра в мох!енг достижения максимального давлсн!гя 3Q в менискс. Прп Oop330«31!IIII газового нузырь462115 (5) Опреде tetttte величины поверхностного натяжения согласно формуле (5) исключает вышеуказанную погрешность измерения. На чертеже представлена схема устройства пзмерения поверхностного натяжения, состоящая яз источника питания газом 1, датчика давления 2, схемы управления 3, пикового вольтметра 4, запоминающего устройства 5, дифференциального усилителя 6, измерительHbtx капилляров 7 и 8 с одинаковыми значениями внутрениих радиусов и погруженных в ясследуему1О жидкость таким образом, что выходное отве рстие одного измерительного капплляра напра влено верпикально вниз, другого — вертикально вверх, а плоскости срезов нижних концов размещены на од ипаковох1 рассвояни и от плоскости жидкости в сосуде 9, регистрирующего прибора 10 и термостата 11 для термостатирования исследуемой >к идкост». 60 ка из капилляра, выходное отверстие которого направлено вертикально вниз, величина z суммпруется с Н, а прп образовании пузырька из капилляра, выходное отверстие которого направлено вертпка 1»о вверх, — вычитается пз Н. В результате математической обработки данных расчета величин b u z путем графического метода решения уравнения капиллярности В. Томсона на электронно-вычислительной машине получают: Л1 I) = т „+О 164r „ (2) о., г = т „„+-0,2188т „„- —. .1у (3) Разность максимальных давлений, измеряемых в каждом из 513irr. IptrITQ lII>lrbtx. капилляров с одинаковыми значенпямп внутреннего радиуса и погруженных в исследуемую жидкость таким образом, что выходное отверстие одного измерительного капилляра направлено вертпкально вниз, другого — вертикально ввер, а плоскости срезов нижних концов размещены на одинаковом расстоя нип от плоскости >к 11дкости в сосуде, с учетом (1) — (3) будет равна: 2o . у ЛР= +Лу(H+r„„— 0,2188r „„)— 2о У т„„— 0,164тзвп о Отсюда величина поверхностного натяжения исследуемой жидкости, измеряемая при помощп предлагаемого устройства, с учетох1 расстояний от вершин менисков до плоскостей срезов нижних концов измерительных капилляров будет ра вна: — Лу(U — r„„— т „„0,2188 — ) (4) \1 о 40 ,45 Устройство для измерения поверхностного натяжения жидкостей работает следующим образом. Прп помощи схемы управления 3 включается схема измерения, в результате чего газ от источника газа 1 че1рез схему управления поступает в изме1рительный капилляр 7, в котором начинает образовываться газовый пузырек. Давление в газовом пузырьке измеряется и преобразуется датчиком давления 2 в электрический сигнал, который неп рерывно измеряется пиковым вольтметром 4. Напряжение с пикового вольтметра поступает в схему управлен1пя, в которой через малые н равные интервалы време ни про1изводится сра внение его текущего значения с предыдущим значением напряжения. Как только текущее значение вел нч1шы напряжения станет равным или незначительно больше предыдущего зна1епия, из схемы управления 3 поступает сигнал запоминающему устройству 5 на запоминание предыдущего значения величины напря>кения, что соответствует окончанию процесса образова ния газового пузырька пз капилляра 7. Затем при помощи схемы управления питающий газ подается в измерительный капилляр 8, а напряжение, соответствующее максимальному давленгпо в газовом пузырьке, образовавшемуся пз измерительного капилляра 8, анало г пчных1 образом запоминается устройством 5. После этого напряжения, соответствующие максимальным давлениям в газовых пузырьках каждого 113 измерптельных капилляров устройства, при помощи схемы управления 3 пз запоминаюшего vcTDolrcTBa 5 пода1отся на вход дифференциального усилителя 6 с выхода которого сигнал, соответству1ощий разности максимальных давлений ХР, регистрируется прибором 10. Величину поверхностного натяжения псс.чедуемой жидкости рассчитывают по полученttoI" формуле (5). После одного ц нкла процесс пзме рения при помощи схемы управления 3 производится а и ал Огпч но. Предмет изобретения Устройство для измерения поверхностного натя>к пя жидкостей ito метод> ного да вленпя В газо вом пузы,>ьке, содержащее два капилляра одинакового диаметра, плоскости среза которых погружены на одинаковуlo глубину, источник питания газо х1, датчик давления, схему управления, ппксвый вольтметр, запоминающее устройство, дифференциальный усилитель, регистрирующий прибор и термостат, отличающийся тем, что, с целью устранения влияния дополнительного Гидростатнческого давления, вызванного велнчиной пузырька при максимальном в пем давлении, конец одного из капилляров выполнен в виде колена. 462115 Составитель Н. Плотникова Редактор Л. Цветкова Техред Т. Курилко Корректор Е. Рогайлииа Заказ 3057 Изд. № 1246 Тираж 902 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5 Обл. тнп. Костромского управления издательств, полиграфии и книжной торговли
