RU1823922C - Method and device for determination of liquid surface tension - Google Patents

Method and device for determination of liquid surface tension

Info

Publication number
RU1823922C
RU1823922C SU904863440A SU4863440A RU1823922C RU 1823922 C RU1823922 C RU 1823922C SU 904863440 A SU904863440 A SU 904863440A SU 4863440 A SU4863440 A SU 4863440A RU 1823922 C RU1823922 C RU 1823922C
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
capillary
elbow
liquid
pressure
pressure gauge
Prior art date
Application number
SU904863440A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Николаевич Иващенко
Original Assignee
10.Н. Иващенко
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 10.Н. Иващенко filed Critical 10.Н. Иващенко
Priority to SU904863440A priority Critical patent/RU1823922C/en
Application granted granted Critical
Publication of RU1823922C publication Critical patent/RU1823922C/en

Links

Landscapes

  • Measuring Fluid Pressure (AREA)

Abstract

Использование: измерительна  техника , способы и устройства дл  измерени  по- верхностного нат жени  по методу максимального давлени  в пузырьке. Измерени  ведут в жидкости при нарастающем отрицательном давлении в ней. Устройство включает U-образный манометр, в одно колено которого (закрытое) введен капилл р с калиброванным отверстием, полость которого сообщаетс  с калиброванным отверстием , полость которого сообщаетс  с пространством над жидкостью во втором колене. Устройство дл  создани  в рабочем колене отрицательного давлени  в жидкости обеспечивает перемещение уровн  жидкости в другом колене. Этот уровень измер ют в момент проскока пузырька. Дл  предотвращени  отслоени  раст нутой жидкости от стенок они выполнены из смачивающегос  жидкостью материала, предусмотрено вытеснение остатков газа из рабочего колена в соединительную трубку нерез узкий зазор. По максимальной величине рассто ни  между нижним срезом капилл ра и уровнем жидкости в другом колене манометра определ ют максимальное капилл рное давление и поверхностное нат жение. 2 с. и 1 з.п.ф-лы. 2 ил. слUsage: measuring technique, methods and devices for measuring surface tension by the method of maximum pressure in a bubble. Measurements are taken in a liquid with increasing negative pressure in it. The device includes a U-shaped pressure gauge in which a capillary with a calibrated opening is inserted into one elbow of which (closed), the cavity of which communicates with the calibrated opening, the cavity of which communicates with the space above the liquid in the second elbow. A device for generating a negative pressure in the fluid in the working bend allows the fluid level to move in the other bend. This level is measured at the time of bubble penetration. To prevent exfoliation of the expanded fluid from the walls, they are made of a material wettable by a fluid, and gas residues are displaced from the working elbow into the connecting tube by a narrow gap. The maximum capillary pressure and the surface tension are determined from the maximum distance between the lower cut of the capillary and the liquid level in the other elbow of the pressure gauge. 2 sec and 1 s.p. 2 ill. cl

Description

Изобретение относитс  к измерительной технике, в частности к способам и устройствам дл  измерени  поверхностного нат жени  по методу максимального давлени  в пузырьке.The invention relates to measuring technique, in particular to methods and devices for measuring surface tension by the method of maximum pressure in a bubble.

Целью данного изобретени   вл етс  исключение продавливающего газа и, следовательно , возможных его вли ний на измер емое свойство, то есть расширение области применимости метода максимального давлени  в пузырьке на измерени  поверхностного нат жени  жидкости на границе с ее насыщенным паром.The aim of the present invention is to exclude a squeezing gas and, consequently, its possible effects on the measured property, i.e., expanding the range of applicability of the maximum bubble pressure method for measuring the surface tension of a liquid at the interface with its saturated vapor.

Дл  измерений на границе с насыщенным паром примен ютс  иные методы, основанные на других типах капилл рных поверхностей, обладающие теми или инымиFor measurements at the saturated vapor boundary, other methods are used, based on other types of capillary surfaces, possessing one or another

недостатками. Например, метод максимального давлени  в капле практически неприменим в случае смачивани  жидкостью материала прибора.disadvantages. For example, the method of maximum drop pressure is practically not applicable if the material of the device is wetted by liquid.

Пр мые аналоги предложенного способа отсутствуют.There are no direct analogues of the proposed method.

Прототипом устройства по сходству большинства признаков  вл етс  прибор, описанный на стр. 425 в статье П.П. Пугаче- вича Элементарна  теори  расчета усовершенствованных газовых приборов дл  измерени  поверхностного нат жени , в кн.: Поверхностные  влени  а расплавах и процессах порошковой металлургии. Изд. АН УССР, Киев. 1963, с. 422-435.The prototype of the device for the similarity of most features is the device described on page 425 in the article by P.P. Pugachevich Elementary theory of calculation of advanced gas instruments for measuring surface tension, in: Surface phenomena in melts and powder metallurgy processes. Ed. USSR Academy of Sciences, Kiev. 1963, p. 422-435.

В нем заложена иде  использовани  в качестве резервуара дл  жидкости одногоIt embodies the idea of using one as a fluid reservoir

из колен U-образного манометра, заполненного этой жидкостью. Дл  работы без газа требуютс  изменени , начина  с отсутстви  газа.from the knees of a U-shaped pressure gauge filled with this fluid. Gas-free operation requires changes, starting with the absence of gas.

Главна  цель нашего способа достигаетс  на принципе, вытекающем из четкого разграничени  пон тий пузырек газа в жидкости и пузырэк вакуума в жидкости. В первом случае внутрь пузырька направлено капилл рное давление Лапласа, обуслов- ленное наличием поверхностного нат жени  и кривизны поверхности. Лапла- совское давление уравновешиваетс  давлением сжатого в пузырьке газа. Во втором случае уравновешивающа  лапласовское давление сила обычно отсутствует, пузырек неустойчив и захлопываетс . Уравновешивающую силу можно обеспечить, если в жидкости создать раст нутое состо ние, то есть отрицательное давление, что мы и берем , как принцип решени  задачи. За нулевое давление следует вз ть давление непосредственно под плоской поверхностью жидкости при отсутствии давлени  газа над ней. Давление насыщенного пара о бычно исклюиэетс , если сообщаютс  полость пузырька и пространство над мениском сравнени . Различие давлений пара, обусловленное разной кривизной меьи- сков, при равновесных их уровн х, уравновешиваетс  весом столба пара с высотой отвечающей разности уровней менисков. Этим различием также можно пренебречь или учесть его.The main goal of our method is achieved on the basis of a clear distinction between the concepts of a gas bubble in a liquid and a vacuum bubble in a liquid. In the first case, the capillary pressure of Laplace is directed inside the bubble due to the presence of surface tension and surface curvature. The Laplace pressure is balanced by the pressure of the gas compressed in the bubble. In the second case, the balancing Laplace pressure force is usually absent, the bubble is unstable and collapses. A balancing force can be ensured if an expanded state is created in the liquid, i.e., a negative pressure, which we take as a principle for solving the problem. The pressure zero should be taken directly below the flat surface of the liquid in the absence of gas pressure above it. Saturated vapor pressure is normally excluded if the bubble cavity and the space above the meniscus of comparison are communicated. The difference in vapor pressure due to the different curvature of the menisci at their equilibrium levels is balanced by the weight of the vapor column with the height corresponding to the difference in the level of the menisci. This difference can also be neglected or taken into account.

Изобретение иллюстрируетс  рисунками . На фиг.1 показана схема основного варианта устройства; на фиг.2 - изменение в верхней части того же устройства. Здесь 1 - рабочее колено манометра, 2 - соединительна  трубка, 3 - насадок с пузырьком на калиброванном отверстии, 4 - колено сравнени , 5 - устройство дл  подачи в манометр и отбора части жидкости, например в виде сильфона. На фиг.2 буквой А обозначен узкий зазор, до которого при помощи устройства 5 поднимают уровень жидкости, чтобы вытеснить в трубку 2 возможный остаточный газ, после чего уровень жидкости удерживаетс  на уровне зазора А капилл рными силами. Жидкость на фиг.2 не показана . На фиг.1 жидкость показана после того как она, будучи подн той устройством 5, полностью заполнила колено 1, кроме отчасти полости насадка 3. а затем медленно опускаема  с помощью устройства 5 достигла состо ни  предшествующего проскоку пузырька. В этом состо нии в колене 4 она занимает наиболее низкое положение, при котором измер ют рассто ние Н. После проскока пузырька жидкость в колене 1 опадает . а в колене 4 поднимаетс . Вычисление капилл рной посто нной ведут по радиусу калиброванного отверсти  насадка г и отрезку Н известным дл  метода максимального давлени  в пузырьке способом. Из капилл рной посто нной, при известных разности плотностей жидкости и ее пара и местном значении ускорени  силы т жести, вычисл ют поверхностное нат жение.The invention is illustrated by drawings. Figure 1 shows a diagram of the main variant of the device; figure 2 is a change in the upper part of the same device. Here 1 is the working elbow of the pressure gauge, 2 is the connecting tube, 3 is the nozzle with a bubble on the calibrated hole, 4 is the comparison elbow, 5 is the device for supplying to the manometer and taking part of the liquid, for example in the form of a bellows. In Figure 2, letter A denotes a narrow gap to which a liquid level is raised by means of device 5 to displace possible residual gas into tube 2, after which the liquid level is held at the level of gap A by capillary forces. The liquid in figure 2 is not shown. In Fig. 1, the liquid is shown after it, being a raised device 5, has completely filled the elbow 1, in addition to a part of the cavity of the nozzle 3. and then slowly lowered by means of the device 5, it has reached the state preceding the penetration of the bubble. In this state, in knee 4, it occupies the lowest position at which the distance H is measured. After the bubble breaks through, the liquid in knee 1 falls. and at the knee 4 rises. The calculation of the capillary constant is carried out along the radius of the calibrated orifice of the nozzle g and the segment H by the method known for the maximum pressure in the bubble method. From the capillary constant, with the known difference in the densities of the liquid and its vapor and the local value of the acceleration of gravity, the surface tension is calculated.

0 Главна  цель способа, - устранение продавливающего газа, - достигаетс  тем, что образование и рост пузырька на калиброванном отверстии насадка ведут в раст нутой жидкости при медленном увеличенииThe main goal of the method, the elimination of the forcing gas, is achieved by the fact that the formation and growth of a bubble at the calibrated orifice of the nozzle is carried out in a stretched liquid at a slow increase

5 по абсолютной величине ее отрицательного давлени  на уровне отверсти  насадка и измер ют это давление любым датчиком при достижении максимума капилл рного давлени , т.е. в момент проскока пузырька.5 by the absolute value of its negative pressure at the level of the nozzle orifice and measure this pressure with any sensor when the maximum capillary pressure is reached, i.e. at the moment of bubble penetration.

0Конкретный вариант способа, сочетаемый с использованием конкретного устройства , состоит в том, что отрицательное давление создают в рабочем колене U-образного манометра, куда вертикально вве5 ден насадок (полость которого соединена с пространством над жидкостью в колене сравнени ), причем (закрытое) рабочее колено заполн ют жидкостью полностью (кроме отчасти полости насадка), либо доA specific variant of the method, combined with the use of a specific device, is that negative pressure is created in the working bend of the U-shaped manometer, where 5 nozzles are vertically inserted (the cavity of which is connected to the space above the liquid in the comparison bend), and the (closed) working bend completely filled with liquid (except partially the nozzle cavity), or until

0 сужени , способного удерживать столб жидкости капилл рными силами, медленно отбирают жидкость из нижней части манометра , тем понижа  ее уровень в колене сравнени  и увеличива  по абсолютной ве5 личине отрицательное давление в рабочем колене и измер ют давление на уровне калиброванного отверсти  насадка Ъ момент проскока пузырька по уровню жидкости в колене сравнени  относительно уровн  ка0 либрованного отверсти  насадка.At a restriction capable of holding a column of liquid by capillary forces, fluid is slowly taken from the lower part of the manometer, thereby lowering its level in the reference knee and increasing the negative pressure in the working knee by absolute value and pressure is measured at the level of the calibrated orifice nozzle b the moment of bubble penetration by the level of fluid in the elbow compared to the level of the calibrated orifice of the nozzle.

Вспомогательные цели св заны с услови ми обеспечени  создани  раст нутого состо ни  жидкости, борьбе с помехами и т.п.Auxiliary purposes are associated with conditions for creating an extended state of the liquid, suppressing interference, and the like.

5 Устройство дл  измерени  поверхностного нат жени  включает U-образный манометр , содержащий исследуемую жидкость, вертикально и герметично введенный в рабочее колено насадок с цилиндрической или5 The device for measuring surface tension includes a U-shaped pressure gauge containing the test fluid, vertically and hermetically inserted into the working elbow of nozzles with a cylindrical or

0 сужающейс  вниз полостью и заостренными на торце стенками, образующими калиброванное отверстие, причем полость наездка сообщаетс  с пространством над жидкостью в колене сравнени  манометра,0 tapering down the cavity and the walls pointed at the end, forming a calibrated hole, and the cavity of the collar is in communication with the space above the liquid in the bend of the pressure gauge,

5 отличающеес  тем, ч го оно дополнительно снабжено устройством подачи жидкости в нижнюю часть манометра и отбора ее оттуда , а стенки, контактирующие с жидкостью, где она может быть под отрицательным давлением , выполнены из смачивающегос 5 characterized in that it is additionally equipped with a device for supplying liquid to the lower part of the pressure gauge and withdrawing it from there, and the walls in contact with the liquid, where it can be under negative pressure, are made of wetting

жидкостью материала, чем предотвращаетс  отслоение жидкости от стенок.liquid material, which prevents the separation of liquid from the walls.

Следует отметить, что определенную помеху представл ет полость-карман вокруг насадка. При заполнении рабочего колена trra полость отсекаетс  жидкостью, а ее содержимое сжимаетс . Если там есть примесь остаточного газа, то он может воспреп тствовать захлопыванию полости. Поэтому объем полости-кармана вокруг насадка выбран минимальным, допускаемым технологией. Остаточный газ из полости- кармана может быть вытеснен в соединительную трубку в варианте устройства, показанном на фиг.2, где полость сообщаетс  с трубкой 2 через настолько узкий зазор А. что силы капилл рного подн ти  могут удерживать жидкость зацепившуюс  в этом зазоре. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и  It should be noted that a certain cavity is the pocket cavity around the nozzle. When the trra working elbow is filled, the cavity is cut off with liquid and its contents are compressed. If there is an admixture of residual gas, then it can prevent the cavity from collapsing. Therefore, the volume of the pocket cavity around the nozzle is selected to be the minimum allowed by the technology. Residual gas from the cavity of the pocket can be forced into the connecting tube in the embodiment of the device shown in Fig. 2, where the cavity communicates with the tube 2 through a gap so narrow A. That the capillary lift forces can hold the fluid that is caught in this gap. FORMULA AND SECTION

Claims (3)

1.Способ определени  поверхностного нат жени  жидкости методом максимального давлени , заключающийс  в формировании пузырька на нижнем срезе капилл ра с калиброванным отверстием, расположенного в рабочем колене U-образного манометра , заполнении рабочего колена с капилл ром исследуемой жидкостью, понижении о нем уровн  жидкости, измерении рассто ни  между уровнем жидкости в колене сравнени , манометра и нижним срезом капилл ра и определении максимального капилл рного давлени  в жидкости на уровне среза капилл ра и по нему поверхностного нат жени  жидкости, отличающийс  тем, что. с целью1. A method for determining the surface tension of a liquid by the maximum pressure method, which consists in forming a bubble on the lower cut of a capillary with a calibrated hole located in the working bend of a U-shaped manometer, filling the working bend with a capillary of the test fluid, lowering the fluid level about it, measuring the distance between the liquid level in the comparison elbow, pressure gauge and the lower cut of the capillary and determining the maximum capillary pressure in the fluid at the level of the cut of the capillary and over it ostnogo tension of the liquid, characterized in that. with the aim of повышени  точности и достоверности определени  поверхностного нат жени  за счет исключени  физико-химического вли ни  продавливающего газа на свойства исследуемой жидкости, исследуемую жидкость перед заполнением манометра обезгаживают, а обьем манометра над жидкостью после заполнени  откачивают до вакуума и герметизируют , уровень жидкости в коленах манометра понижают, создава  в ней отрицательное давление, а максимальное капилл рное давление на уровне нижнего среза капилл ра определ ют в момент, предшествующий проскоку пузырька, поincreasing the accuracy and reliability of determining the surface tension by eliminating the physicochemical effect of the pushing gas on the properties of the test fluid, the test fluid is degassed before filling the pressure gauge, and after the filling, the volume of the pressure gauge is pumped to vacuum and sealed, the liquid level in the knees of the pressure gauge is lowered, creating a negative pressure in it, and the maximum capillary pressure at the level of the lower cut of the capillary is determined at the moment preceding the bubble penetration by максимальной величине рассто ни  между уровнем жидкости в колене сравнени  манометра и нижним срезом капилл раthe maximum distance between the liquid level in the elbow of the pressure gauge and the lower cut of the capillary 2.Устройство дл  определени  поверхностного нат жени  жидкостей, включающее U-образный манометр, в рабочем колене которого вертикально и герметично размещен капилл р с калиброванным отверстием , соедин ющий рабочее колено и колено сравнени  манометра, отличающ е е с   тем, что манометр соединен со средством дл  создани  жидкости манометра отрицательного давлени , капилл р выполнен с заостренными на нижнем торце стенками, а колена манометра и капилл р2. A device for determining the surface tension of liquids, including a U-shaped pressure gauge, in the working elbow of which a capillary with a calibrated hole is placed vertically and hermetically, connecting the working elbow and the comparison elbow of the manometer, characterized in that the pressure gauge is connected to the means in order to create a liquid of a negative pressure gauge, the capillary is made with walls pointed at the lower end, and the elbow of the manometer and capillary выполнена из смачивающихс  исследуемой жидкостью материалов.made of materials wettable by the test fluid. 3.Устройство поп.2,отличающее- с   тем, ч го капилл р размещен в рабочем колене с зазором, выполненным капилл рным и соедин ющим рабочее колено с коленом сравнени  манометра.3. Device pop.2, characterized in that the capillary is placed in the working elbow with a gap made by the capillary and connecting the working elbow with the elbow of the manometer. 7- 7-
SU904863440A 1990-05-14 1990-05-14 Method and device for determination of liquid surface tension RU1823922C (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904863440A RU1823922C (en) 1990-05-14 1990-05-14 Method and device for determination of liquid surface tension

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU904863440A RU1823922C (en) 1990-05-14 1990-05-14 Method and device for determination of liquid surface tension

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU1823922C true RU1823922C (en) 1993-06-23

Family

ID=21534505

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU904863440A RU1823922C (en) 1990-05-14 1990-05-14 Method and device for determination of liquid surface tension

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU1823922C (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713564C1 (en) * 2019-03-19 2020-02-05 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Method of determining surface tension of metal melts

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 557298, кл. G 01 N 13/02. 1975. Пугачевич П.П. Элементарна теори расчета усовершенстоованных газовых приборов дл измерени поверхностного нат жени . Поверхностные влени в расплавах и процессах порошковой металлургии. - Киев: Изд. АН УССР, 1963. с. 422-432. *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2713564C1 (en) * 2019-03-19 2020-02-05 федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ" (НИЯУ МИФИ) Method of determining surface tension of metal melts

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4196615A (en) Method and apparatus for field measurement of interfacial tension between immiscible fluids
Stokes et al. A continuous dilution dilatometer the excess volume for the system cyclohexane+ benzene
Van Hunsel et al. Study of the dynamic interfacial tension at the oil/water interface
RU1823922C (en) Method and device for determination of liquid surface tension
US4711127A (en) Method and apparatus for measuring the pressure of a fluid
US723040A (en) Manometric gage.
US5823045A (en) Measuring blood volume in soft-shell venous resevoirs by displacement
US4719799A (en) Head for a bubble tube
US3979958A (en) Apparatus for determining interface levels in ground cavities or containers containing liquid or gel-like material
US10962432B2 (en) Systems and methods for pressure measurement
US1870140A (en) Apparatus for detecting and measuring vibrations
US5096093A (en) Hand held hydraulic dispenser
US3006195A (en) Gage
Barigou et al. The fluid mechanics of the soap film meter
US5372034A (en) High solids paint viscometer
SU1155889A1 (en) Device for monitoring gas leakage from article
US1955286A (en) Method of orienting oil wells and device therefor
SU830169A1 (en) Device for graduating pressure impulse transducers
SU405024A1 (en) Described by Invention 405024
SU1068776A1 (en) Device for determination of inter-phase tension in liquid-liquid system
US1452142A (en) Edgar h
SU742763A1 (en) Device for measuring rheological properties of silicate enamel slip
SU149943A1 (en) Method of measuring wetting angle
Rao et al. A simple technique for the measurement of surface and interfacial tension
SU915938A1 (en) Pycnometer