Способ определения капиллярной постоянной металлических расплавов

 

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в металлургической , химической и других йтрас-г лях промьшшенности. Цель изобретенияповышение точности определения путем исключения влияния краевого угла смачивания на результат измерений . Две сообщающиеся вертикальные калиброванные трубки заполняют исследуемьм расплавом. Измеряют разность уровней расплава в трубках и высоты менисков, По полученным данным вычисляют капиллярную постоянную . 1 табл. с (Л Од о ел со

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (gg 4 G 01 N 13/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н А BTOPCHOIVIY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21 ) 3788950/31-25 (22) 17.09.84 (46) 15.12.86. Бюл. У 46 (71) Чечено-Ингушский государственный университет им. Л .Н.Толстого (72) В.С.Саввин (53) 532.64(088.8) (56) Адамсон А. Физическая химия поверхностей. Пер. с англ., M. Мир, 1979, с. 14-20, Айвазов Б.В. Практикум по химии поверхностных явлений и адсорбции.

М.: Высшая школа, 1973, с. 16.

Адам Н.К. Физика и химия поверхностей ОГИЗ, M. Ë.: Наука, 1947, с. 475.

„„SU„„) 276959 А 1 (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КАПИЛЛЯРНОЙ

ПОСТОЯННОЙ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ РАСПЛАВОВ (57) Изобретение относится и области контрольно-измерительной техники и может быть использовано в металлургической, химической и других дтрас-. лях промышленности. Цель изобретенияповьппение точности определения путем исключения влияния краевого угла смачивания на результат измерений, Две сообщающиеся вертикальные калиброванные трубки заполняют исследуемым расплавом. Измеряют разность уровней расплава в трубках и высоты менисков, По полученным данным вычисляют капиллярную постоянную. 1 табл.

1276959 б=е. /2 {8) f(X К е, е }=-О (4) Изобретение относится к измерениям физико-химических свойств жидкостей и может быть использовано для определения капиллярной постоянной металлических расплавов, а

5 при наличии сведений о плотностидля измерения поверхностного натяжения.

Цель изобретения — повышение точности определения путем исключения влияния краевого угла смачивания на результаты вычислений, Пример выполнения заключается в следующем. Основное равнение капиллярности .или уравнение Юнга-Лапласа имеет вид а 1 1 = — — + — ) (1)

z r г

1 где Е - вертикальная координата дан-20 ной точки поверхности; г и à — радиусы кривизны данной точки поверхности;

2 а — капиллярная постоянная.

Для произвольной точки поверхности мениска в трубке уравнение (1) можно представить в виде (2) где — горизонтальная координата точек поверхности мениска, отсчитываемая от оси поверхности вращения, 35 причем для мениска в широкой трубке уравнение (2) должно удовлетворять начальным условиям:

Z(0)=z z (0)=0, С 2 . 4о где z — вертикальная координата о вершины мениска, равная высоте столба исследуемой жидкости, гидростатическое давление которого равно ка- 45 пиллярному давлению в вершине мениска.

Таким образом, Š— расстояние по вертикали, на котором находится вершина мениска относительно уровня гипотетической плоской поверхности, с которой мениск находился бы в pasновесии.

Уравнение поверхности мениска, 2 определяемого параметрами а и к имеет вид

Так как оба мениска находятся в равновесии между собой, то отсчет вертикальной координаты ведется от одного и того же уровня. Поэтому поверхность второго мениска определяется уравнением

f(X,Z; à, z +Н)=0. (5)

Для достижения поставленной цели необходимо подобрать такие значения параметров а: и z, которые удовлет 2 воряли бы частному решению системы уравнений (4)-(5) f(R, z +h; a, z )=О

f (В, zo+H+h<, а, z +Н) О, (6) записанному.с учетом краевых условий

zz(R,)=z z+h„, . (R,) =. .+Н+1,.

Так как величины R,,R,,Н, h u h

1Ъ IZÂ %

2. измеряются непосредственно, то (6) представляет собой систему иэ двух уравнений с. двумя неизвестными а и

z, которые находятся численным решением системы (6).

Приведенные пояснения относятся к случаю выпуклого мениска, однако все сказанное остается в силе и для вогнутого мениска.

Определяли капиллярную постоянную жидкого индия марки Ин-00 при температурах 448 К и 653 К, Измерительная ячейка была изготовлена из молибденового" стекла марки С-52-1. Основной частью ячейки являлись два сообщающихся цилиидра, радиусы которых Н =1,415 см и

R =0,345 см.

После плазменной и термовакуумной обработки ячейку заполняли исследуемым расплавом под вакуумом

l0 Па. Затем измерительную ячейку

4 отпаивали от вакуумной установки и помещали в термостат со смотровыми окнами.

После установления термического равновесия производили измерения ве" личин Н, h, и Ь с помощью катетометра KM-8.

Для нахождения искомых величин была составлена программа для ЭВМ .

В таблице приведена исходная информация и результаты определения капиллярной постоянной. В последней колонке таблицы даны расчеты поверхностного натяжения по формуле

1276959

Формула и э о б р е т е н и я где р - справочное значение плотности расплава

g — ускорение свободного паде., ния.

Способ определения капиллярной постоянной металлических расплавов, заключающийся в заполнении двух сообщающихся вертикальных калиброванных трубок разных диаметров исследуемым расплавом, измерении разности уровней расплава в трубках и выf0 числении капиллярной постоянной, отличающийся тем, что, с целью повьппения точности путем исключения влияния краевого угла смачивания на результаты вычислений, 5 дополнительно измеряют высоты менисков, образованных исследуемым расплавом в трубках.

b 10ÌÍ Z,"

-з -з

° 10м10м

Т,К В..

-з х10 м

448 14 ° 15 1,989 1,702 0 ° 080 1,613

3,45 0,760

653 14,15 1,863 1,770 0,082 1,606

3,45 0,799

Составитель А. Кащеев

Редактор В. Ковтун Техред А.Кравчук Корректор С.йекмар

Заказ 6659/35 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д, 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул, Проектная, 4