Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей

 

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

CONMNO

РЕСПУБЛИК

69) Ol) 3(50 G 01 N 13 02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

IlO. ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 3371235/18-25 .(22) 29.12.81 (46) 15.07.83. Бюл. Р 26 (72) В.В. Стерлядкин (71) Всесоюзный заочный машиностроительный институт (53) 532.64(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР.

9 320755, кл. G,01 N 13/02, 1970.

2. Авторское свидетельство СССР

В 409116, кл. G 01 N 13/02, 1972.

Ф

3. Ronay М. Royal Society of

Ьойдоп Procudings, Sir.A. 361, 1978, р. 181-206 (прототип). (54 ) (57) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ, заключающийся в измерении частоты собственных колебаний капли, . отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерений . путем стабилизации размера капли, формируют отдельную каплю сферической формы на держателе, действуют на держатель периодической силой, вызывающей колебания держателя с каплей, плавно изменяют частоту периодической силы, измеряют амплитуду колебаний капли и по частотам резонансного увеличения амплитуды колебаний капли определяют частоты собственных колебаний капли.

1029048

Изобретение относится к физикохимическому анализу свойств жидкостей,, в частности к способам определения коэффициента поверхностного натяжения.

Известен способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей, заключающийся в измерении силы отрыва металлического кольца, погруженного в жидкость, от поверхности жидкости 1j. 10

Недостатком этого способа является необходимость большого количества исследуемой жидкости.

Известен способ определения коэффициента поверхностного натяжения )5 жидкостей, основанный на возбуждении на поверхности испытуемой среды капиллярных волн и измерении их параметров с последующим определением искомой величины расчетным методом 123 ° 0

Однако этот способ также требует большого количества жидкости.

Наиболее близким к изобретению по техническому решению является способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей, включающий измерение частоты собственных колебаний капли. При.этом капли жидкости образуют путем испускания струи исследуемой жидкости из капилляра Р 3).

Недостатком известного способа яв-30 ляется низкая точность измерений, обусловленная нестабильностью размеров образующихся капель и их существенной деформацией. Кроме того, для .проведения измерений необходимы боль- 35 шие количества исследуемой жидкости.

Цель изобретения — повышение точности измерений путем стабилизации размера капли, а также уменьшение объема измеряемой жидкости.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения коэффициента поверхностного натяжения, включающему измерение частоты собственных колебаний капли; 45 формируют отдельную каплю сферической формы на держателе, действуют на держатель периодической возбуждающей силой, вызывающей колебания держателя с каплей, плавно изменяют частоту периодической силы, а частоты собственных колебаний капли определяют по резонансным частотам увеличения амплитуды колебаний капли.

На фиг. 1 приведена схема устройства, реализующая предлагаемый способ; на фиг. 2 — результаты измерений зависимости амплитуды колебаний капли от частоты периодической силы.

Устройство для определения поверхностного натяжения предлагаемым способом состоит из держателя 1 кап-. ли 2 жидкости, который выполнен в виде кольца диаметром 2,5 мм из медной проволоки толщиной 60 мкм. Держатель 1 жестко соединен с вибрато- 65 где б коэффициент поверхностного натяжения, дин/см; собственная частота колебаний капли, с-";

3 плотность жидкости, г/см объем капли, см ; целое число.

П

Вычисленные значения КПН для воды следующие: 0< = 76,3 дин/см;

G - =75,4 дин/см; Q = 76,3 дин/см.

Экспериментальный разброс значений не превышает 2Ъ, тогда как в способепрототипе ошибка достигает 20%. В проведенных измерениях ошибка складывается в основном из ошибки в измерении объема капли и ошибки в определении частоты звукового генератора.

Принципиальная точность метода определяется именно этими параметрами и может быть улучшена.

Использование предлагаемого способа определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей обеспечивает по сравнению с существующими способами повышенную точность измерения коэффициента поверхностного натяжения жидкости, уменьшение влияния тел, контактирующих с исследуемой жидкостью, необходимость малого количества исследуемой жидкости, воэможностью проведения измерений в условиях невесомости. ром 3, частота которого задается зву ковым генератором 4. Вибратор 3 и держатель 1 имеют возможность колебаться в вертикальном направлении с заданной частотой и амплитудой. Амплитуду колебаний держателя 1 и капли 2 регистрируют с помощью микроскопа 5.

Каплю формируют на держателе с помощью микрошприца с гидрофобной иглой, что обеспечивает точность объема капли не хуже 1Ъ.

При измерениях регистрируютзависимость амплитуды колебаний нижней говерхности капли от частоты коле- баний вибратора при заданной амплитуде колебаний кольца, которое составляет 100 мкм.

Способ использован для измерения, поверхностного натяжения капли дистиллированной воды объемом 20 мл.

Измерения проводят при 22+2 С. На фиг. 2 видно, что резонансные максимумы, которые соответствуют собственным частотам колебаний капли, появляются на частотах: f = 57 Гц;

Е3 = 110 Гц; fg = 171 Гц.

Так как форма капли, сформирован- . ной на колечке, близка к сферической, то для собственных частот колебаний капли применима формула Рэлея

1029048

Составитель А. Кощеев

Редактор A. Химчук Техред A.A÷ Корректор С. Шекмар

Заказ 4948/40 Тираж 873 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий .113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная. 4