Способ определения коэффициента вязкости
Изобретение относится к способам определения коэффициента вязкости и может найти применение в исследованиях физико-химических свойств жидкостей , в научно-технических экспериментах , использующих жидкую фазу. Целью изобретения является расширение области применения способа в сторону материалов, не впитывающихся в подложку . На подложку из огнеупорного материала, нагретую до температуры плавления исследуемого металла, наносят каплю исследуемого материала, масса которой определяется из соотношения m (8p b x2fre/g) , где лС - движущая сила растекания; р . - плотность исследуемого материала; Ь - ширина дорожки, по которой капля растекается- , X - длина пути растекания; g - ускорение свободного падения. Из данных временной графической зависимоети растекания капель х от t, построенной в координатах Z (х/х) -1 Ш f(i:), коэффициент вязкости определяют го формуле Ч 5gmV() , v) где m - масса каплиц х - размер капли в момент времени t j А - тангенс угла наклона прямой Z f(t). 1 табл. S
СОЮЗ СОВЕТСКИХ
СОЦИА ЛИСТИЧЕСНИХ
РЕСПУБЛИК (5l) 4 G 01 N 11/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Н АВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР
ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 4215807/31-25 (22) 25,03.87 (46) 15.10.88. Бюл. М - 38 (71) Харьковский государственный университет им. А.М.Горького (72) И.П. Греб енник (53) 532. 137(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
В 1242764, кл. G.,01 N 11/00, 1985.
Авторское свидетельство СССР
У 1267211, кл. G 01 N 11/00, 1984, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА
ВЯЗКОСТИ (57) Изобретение относится к способам определения коэффициента вязкости и может найти применение в исследованиях физико-химических свойств жидкостей, в научно-технических экспериментах, использующих жидкую фазу. IIeлью изобретения является расширение
„„SU„„1430827 А1 области применения способа в сторону материалов, ие впитывающихся в подложку. На подложку из огнеупорного материала, нагретую до температуры плавления исследуемого металла, наносят каплю исследуемого материала, масса которой определяется из соотношения m >) (8,„Ь2х a gg) ", где d < движущая сила растекания; р — плотность исследуемого материала; Ь вЂ” ширина дорожки, по которой капля растекается; х — длина пути растекания; ускорение свободного падения. Из данных временной графической зависимости растекания капель х от t, постро-, енной в координатах Z = (х/х ) -1 = Д
f(t), коэффициент вязкости определя ют ro формуле Q = 5gm /(24p Ъ х А), 4Г) где m — масса капли х — размер кап- С ли в момент времени t ; A — тангенс угла наклона прямой 7. = f(t). 1 табл.
1430827
Изобретение относится к способам определения коэффициента вязкости жидкостей и может найти применение в исследовании физико-химических свойств жидкостей при пропитке, нане. сенин покрытий, в научно-технических экспериментах, использующих жидкую фазу.
Целью изобретения является расширение области применения способа в сторону материалов, не впитывающихся в подложку.
ИзвесТно, что капли сравнительно большой массы растекаются под действием двух сил — движущей силы растекания д = с, —,г — с гз, где с;„межфазные поверхностные энергии на границах твердое тело, жидкость, cpem г да, и 6 = — - — — — движущей силы
2 8{з,Езг хг
1 обусловленной понижением центра тяжести капли, в связи с чем кинетика их растекания описывается уравнением:
dx m х — — = — — -(Д + Ь 2)
dt 32{ Ь
m яш
= — — -(дь + — — — ) 3 {з b 8{з bzх
Для капель большой массы m для г г которых д с 6 - г- — —, растекание опиЬ х сывается уравнением
35 з 5 5 Kill х х = г (tt)
24 {), Ь ) (2) 8 .Ь хгд
m (-)
8 (3) Использование уравнения (2) для определения коэффициента вязкости состоит в получении экспериментальной временной зависимости положения периметра смачивания Х(), построения графика из экспериментальной зависи55 мости в новых координатах Z = f(t); х 5 где 7. = (- — ) — 1. В этих координах„ где х, х — положения границы капли в моменты вРемени Со и 40
t, Это уравнение получено из выражения (1) при учете того факта, что во многих системах hc мало и составляет 10 -10 мДж/м . Оно справед45 лнво для капель с массой тах график временной зависимости Х имеет вид прямой линии с тангенсом угла наклона прямой с осью абсцисс
5яшз
А =
24{) b õ
Таким образом, построив график
Z = f (t) и определив A иэ этой графической зависимости, коэффициент вязкости определяют из соотношения
5ашз
24 г Ьз хз А
Мс а (4) Таким образом, предлагаемый способ обладает суещственным отличием, состоящим в том, что он использует явление растекания, происходящее под действием силы д 2, обусловленной понижением центра тяжести капли, а не весьма малой силы d, обусловленной изменением поверхности энергии системы (в силу ее малости для ряда систем), обеспечена возможность определения коэффициента вязкости материалов, которые не впитываются в подложку в процессе растекания (например, органические жидкости на металлах). Для определения вязкости не требуется большого количества жидкости, упрощается способ ее нанесения . на поверхность — не нужно вакуумного напыления.
Способ реализуется следующим образом.
На огнеупорную подложку, нагретую до температуры, вьппе точки плавления исследуемого материала, наносится капля исследуемого материала с массой, удовлетворяющей соотношению
ЯО Ь хгь г
m (-" — — — --) . Подложка с каплей
К подвергается изотермической выдержке при температуре вьппе точки плавления исследуемого материала. Измеряется положение границы капли Х в моменты времени t, по данным х (t) строится график зависимости Z = f(t) где Z = х — (†-) — 1. Иэ графической зависих0 мости Z = f (t) определяется тангенс угла наклона А прямой с осью абсцисс, а из формулы (4) определяется коэффициент вязкости .
Пример . В качестве огнеупорной подложки взята пластинка Ge,исследуемый материал — октанол-2 (СЕ! /СНг/+ СНОЕ!С!1>) . Растекание иссле8о,,Ъ х ь М ш (- — -" — )
Ю где Ь вЂ” движущая сила растекания; л
,1, — плотность исследуемого материала;
b — ширина дорожки, по которой капля растекается; х — длина пути растекания, g — ускорение свободного падения и используя данные графической зависимости, построенной в координатах х () — 1 = f(t),îïðåäåëÿþò кох,эффициент вязкости по формуле
5ашз
T=
24о Ьэх А (Ф о формула изобретения где ш — .масса капли; х — размер капли в момент врео мени t
А — тангенс угла наклона прямой е = f(t).
33 35 74 200 360 500 с х, см 2,72 2,89 3,42 4,31 4,98 5,31
Составитель B.Ôèëàòoâà
Редактор M,Êeëåìåø Техред Л.Сердюкова
Корректор М.Шароши
Заказ 5335/44
Тираж 847 Подписное
ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий
113035, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5
Производственно-полиграфическое предприятие, г, Ужгород, ул. Проектная, 4
3 14308 давали при комнатной температуре, при которой октанол-2 находится в япщкой фазе. Были взяты капли с массой
44 10 r, удовлетворяющей условию (3) .При ь . = (0,8-5) 10 мДж/м имеем
m = (18,8-48,0) 10 r. Данные о временной зависимости растекания х =
f(t) октанола-2 по Ge приведены в таблице, (P< = 0,82 г/см ) .
На основании приведенных в таблице данных был построен график Z = f(t), х где Z = (— ) — 1, а из этого графи-1 1 ка определено значение А = 2,68 10 с .15
Используя формулу (4), при известных значениях b = 1,2 см; х = 2,1 см
m = 44 10 r, получили значение коЪ эффициента вязкости октанола-2:
4,6 10 Па с.
Таким образом, предлагаемый способ позволяет определять коэффициент вязкости различных материалов, которые не взаимодействуют с подложкой в процессе растекания, в то время как в известном способе определение коэффициента вязкости возможно лишь в* случае впитывания исследуемого материала в подложку (тонкую пленку) в процессе растекания.
Способ определения коэффициента вязкости металлов, заключающийся в том, что на подложку из огнеупорного
35 материала, нагретую до температуры плавления исследуемого металла, нано1
27 4 .сят каплю исследуемого материала, регистрируют перемещение границы капли во времени и из графической зависимости размера капли от времени определяют коэффициент вязкости, о т— л и ч а ю шийся тем, что, с целью расширения области применения способа в сторону определения вязкости материалов, не впитывающихся в подложку, на подложку наносят каплю с. массой, удовлетворяющей соотношению
