Способ определения поверхностного натяжения жидкостей, находящихся во взвешенном состоянии
Использование: в физико-химическом анализе свойств жидкостей, в частности в способе определения поверхностного натяжения жидкостей. Сущность изобретения: жидкую каплю фиксируют во взвешенном состоянии и раскручивают с заданной частотой (вертикально или горизонтально). Раскрученную каплю, принявшую форму эллипсоида вращения, фотографируют в плоскости вращения. Поверхностное натяжение определяют по формуле (1), представленной в описании и формуле изобретения. 3 ил.
Изобретение относится к физико-химическому анализу свойств жидкостей, в частности к способам определения поверхностного натяжения жидкостей.
Известен способ определения поверхностного натяжения жидких металлов, находящихся во взвешенном состоянии. Этот метод основан на определении поверхностного натяжения по частоте свободных колебаний капли жидкости, где поверхностное натяжение определяется по формуле![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/293/2932979.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/963.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/293/2932980.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/293/2932981.gif)
где I момент инерции для поверхности вращения;
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
S поверхность вращения.
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/293/2932982.gif)
Используя вариационный принцип Лагранжа, можно получить дифференциальное уравнение
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/293/2932983.gif)
Полагая X(0) a, X'(0) 0 и считая, что капля имеет форму, близкую к эллипсоиду вращения, можно взять решение уравнения (3) в виде
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/293/2932984.gif)
Подставляя (4) в (3) с учетом граничных условий
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/293/2932985.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/293/2932986.gif)
В условиях невесомости (q=0) расчетная формула принимает вид
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/293/2932987.gif)
Одним из способов раскручивания жидкометаллического образца является воздействие бегущим полем строго фиксированной частоты. Этот метод позволяет задавать и контролировать частоту вращения образца. При этом вкладом нестабильности частоты вращения в погрешность измерений поверхностного натяжения можно пренебречь. На фиг. 1 представлена схема устройства, реализующего предлагаемый способ; на фиг. 2 расположение обмоток на торце стабилизирующего цилиндра; на фиг.3 электрическая схема соединения обмоток. Левитация и замер полуосей жидкометаллического эллипсоида осуществляется следующим способом. Твердый образец укладывался на кварцевую подложку, расположенную в коническом индукторе 1, навитом из медной трубки диаметром 3 мм (6 витков). Над индуктором устанавливался ферромагнитный стержень диаметром 30 мм, торец которого служил стабилизирующей плоскостью. В пазах торца стержня уложены обмотки (3 шт. 100 витков) для создания бегущего поля в зоне левитации образца. При подаче на индуктор 1 ВЧ-напряжения 500 В, 440 кГц от генератора ЛЗ-13 образец зависал под стабилизирующей плоскостью и удерживался ВЧ-электромагнитным полем. За счет вихревых токов образец нагревался и расплавлялся. При подаче на обмотки 3 напряжения частотой 50 Гц под стабилизирующей плоскостью создается электромагнитное поле, раскручивающее каплю в горизонтальной оси плоскости. Раскрученную каплю фотографировали в плоскости вращения. На измерительном микроскопе по изображению на фотопленке замерялись полуоси эллипсоида, которые подставлялись в формулу (5). Преимущества по сравнению с прототипом. 1. Повышается точность измерений за счет точного определения частоты. 2. Сокращается время обработки результатов, т.к. резко сокращается число измеряемых параметров. 3. Упрощается установка, т.к. нет необходимости использования скоростной кинокамеры, источника питания к ней, отметчика времени на пленке и другого оборудования, необходимого для скоростной киносъемки.
Формула изобретения
![](https://img.poleznayamodel.ru/img_pat/293/2932988.gif)
где а малая полуось;
b большая полуось;
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/969.gif)
![](https://img.poleznayamodel.ru/chr/961.gif)
g ускорение свободного падения.
РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
Похожие патенты:
Изобретение относится к физической химии и может быть использовано для исследований поверхностных явлений
Изобретение относится к средствам обучения и может быть использовано при изучении молекулярной физики, физики твердого тела, фазовых переходов, а также для изучения поверхностных явлений
Изобретение относится к контрольно-измерительной технике, в частности к методам определения поверхностного натяжения чистых жидкостей и растворов поверхностно-активных веществ, и может найти применение для непрерывного исследования временной зависимости поверхностного натяжения жидкостей в лабора- торных условиях, а также при осуществлении процессов, нуждающихся в экспресс-методе оценки значений поверхностного натяжения, например, в распылительной технике
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано на обогатительных фабриках с мокрыми способами обогащения для автоматического управления технологическими процессами флотации, тяжелосредной сепарации и др
Изобретение относится к измерительной технике и обогащению полезных ископаемых, а более конкретно - к способам и средствам измерения коэффициентов поверхностного натяжения флотореагентов и флотационных жидкостей, суспензий, вспенивателей и других продуктов и может быть использовано для автоматического управления процессами мокрого обогащения полезных ископаемых
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим способам контроля поверх- ностного натяжения жидкостей, и может найти применение в различных отраслях промышленности
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим способам контроля поверх- ностного натяжения, и может найти применение в различных отраслях промышленности
Способ определения профиля мениска жидкости // 2108563
Изобретение относится к оптической контрольно-измерительной технике и может быть использовано для физико-химического анализа жидкостей и поверхности твердых тел, в частности для определения смачивающей способности жидкости, изучения процессов растекания и испарения жидкостей, для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей
Изобретение относится к области физики поверхностей
Изобретение относится к физической химии
Изобретение относится к области исследования материалов, а именно к устройствам для испытания смазочных масел
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к пневматическим устройствам для измерения поверхностного натяжения жидкостей, и может найти применение в таких отраслях промышленности, как химическая, лакокрасочная и пищевая промышленность
Способ определения коэффициента поверхностного натяжения жидкостей методом прямого взвешивания // 2154265
Изобретение относится к области исследований поверхностных явлений и предназначено для определения коэффициента поверхностного натяжения жидкости
Изобретение относится к области измерений физико- химических свойств жидкостей и расплавов и может быть использовано для оценки степени гидрофильности твердых поверхностей различными жидкими средами
Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим устройствам для определения вязкости и поверхностного натяжения жидкостей, и может найти применение при контроле состава и свойств жидкостей
Изобретение относится к способу увеличения смачиваемости пористых тел жидкостью и к устройству для реализации данного способа