RU2024009C1

RU2024009C1 - Method of monitoring surface tension of fluid

Info

Publication number: RU2024009C1
Authority: RU
Inventors: Михаил Михайлович Мордасов
Original assignee: Михаил Михайлович Мордасов
Priority date: 1991-06-13
Filing date: 1991-06-13
Publication date: 1994-11-30

Abstract

FIELD: measuring instruments. SUBSTANCE: gas jet affects streamwise and counter-streamwise of fluid at the same inclination. Surface tension is determined by sum of extreme velocities. EFFECT: enhanced accuracy of measuring. 2 dwg

Description

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим способам контроля поверх- ностного натяжения жидкостей, и может найти применение в различных отраслях промышленности. The invention relates to measuring technique, in particular to aerohydrodynamic methods for controlling the surface tension of liquids, and can find application in various industries.

Известен способ измерения поверхностного натяжения (см., например, Pfund A.H., Greenfild E.W. Surface tension measurement of viscous liquds/ Industrial and Eng. chemistry. 1936, v.8, N 2, р. 81-82), заключающийся в том, что в сопло, расположенное над поверхностью жидкости, находящейся в измерительной емкости, подают газ с постоянным расходом, измеряют высоу следа, образованного газовой струей на поверхности жидкости, по значению высоты следа судят о поверхностном натяжении жидкости. A known method of measuring surface tension (see, for example, Pfund AH, Greenfild EW Surface tension measurement of viscous liquds / Industrial and Eng. Chemistry. 1936, v.8, N 2, p. 81-82), which consists in the fact that constant pressure gas is supplied to the nozzle located above the surface of the liquid located in the measuring vessel, the height of the trace formed by the gas jet on the surface of the liquid is measured, the surface tension of the liquid is judged by the height of the trace.

Недостатками такого способа измерения поверхностного натяжения являются недостаточная точность измерения и невозможность контроля движущихся жидкостей. The disadvantages of this method of measuring surface tension are insufficient measurement accuracy and the inability to control moving fluids.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является способ определения поверхностного натяжения (см. авт. св. СССР N 527638, кл. G 01 N 13/02, 1976), заключающийся в воздействии газовой струей на поверхность жидкости, изменении параметра газовой струи и регистрации значения параметра, при котором возникают автоколебания отраженной газовой струи и по которому судят о поверхностном натяжении, в качестве изменяемого параметра используют скорость газовой струи. Closest to the technical nature of the proposed is a method for determining surface tension (see ed. St. USSR N 527638, class G 01 N 13/02, 1976), which consists in the action of a gas jet on the surface of a liquid, changing the parameter of the gas stream and registration the value of the parameter at which self-oscillations of the reflected gas stream occur and by which the surface tension is judged, the speed of the gas stream is used as a variable parameter.

Недостатком известного способа измерения поверхностного натяжения является невысокая точность измерения движущихся жидких сред. The disadvantage of this method of measuring surface tension is the low accuracy of the measurement of moving liquid media.

Целью изобретения является повышение точности контроля поверхностного натяжения движущихся жидких сред. The aim of the invention is to improve the accuracy of control of the surface tension of moving fluid.

Цель достигается тем, что по способу контроля поверхностного натяжения жидкостей, заключающемуся в воздействии газовой струей под углом к поверхности жидкости, изменении скорости газовой струи и регистрации значения предельной скорости струи, при которой в системе газ - жидкость возникают автоколебания, струей газа воздействуют под одним и тем же углом по и против течения жидкости и по сумме предельных скоростей определяют поверхностное натяжение. The goal is achieved by the fact that by the method of controlling the surface tension of liquids, which consists in exposing the gas jet at an angle to the surface of the liquid, changing the speed of the gas jet and recording the value of the limiting velocity of the jet at which self-oscillations occur in the gas-liquid system, the gas jet acts under one and by the same angle along and against the flow of the liquid and the sum of the limiting speeds determine the surface tension.

Для пояснения существа способа контроля поверхностного натяжения на фиг.1 и 2 предствлена схема установки для его реализации. To clarify the essence of the method of monitoring surface tension in figure 1 and 2 presents a diagram of the installation for its implementation.

В сопло 1 через регулятор 2 расхода подан сжатый воздух (или другой газ, например азот). Сопло расположено под углом α и на расстоянии l от среза сопла до невозмущенной поверхности жидкости, причем α и l = const в процессе измерения. Струя газа, выходящая из сопла 1, воздействует на поверхность контролируемой жидкости и образует углубление 3. Compressed air (or another gas, such as nitrogen) is supplied to the nozzle 1 through the flow regulator 2. The nozzle is located at an angle α and at a distance l from the nozzle exit to the unperturbed surface of the liquid, with α and l = const during the measurement process. A gas jet exiting the nozzle 1 acts on the surface of the controlled fluid and forms a recess 3.

Способ контроля поверхностного натяжения жидких сред осуществляется следующим образом. The method of controlling the surface tension of liquid media is as follows.

Вначале на поверхность движущейся жидкости по ее течению воздействуют газовой струей. Изменяют скорость газа в струе путем изменения расхода газа, подаваемого на вход сопла 1. Изменение скорости газа в струе производят до тех пор, пока в системе струя газа - жидкость не возникнут колебания, при которых струя газа, выходящая из колеблющегося углубления 3, совершает возвратно-поступательное движение. Такая скорость газа v_г1 в струе является предельной, зависящей от поверхностного натяжения жидкости и скорости ее течения. Полученное значение v_г1 фиксируют.Initially, a gas jet acts on the surface of a moving fluid along its flow. The gas velocity in the jet is changed by changing the gas flow rate supplied to the nozzle inlet 1. The gas velocity in the jet is changed until oscillations occur in the gas-liquid system, in which the gas jet exiting from the oscillating recess 3 makes a return - progressive movement. Such a gas velocity v _g1 in the jet is limiting, depending on the surface tension of the liquid and its velocity. The resulting value of v _{g1 is} fixed.

Затем воздействуют струей газа (при том же угле падения α и расстоянии l от среза сопла 1 до поверхности жидкости) против течения жидкости. Изменяют скорость газа в струе до предельного значения v_г2, при котором наступает автоколебательный режим взаимодействиия газовой струи с жидкостью. Полученное предельное значение скорости v_г2 измеряют и фиксируют. После фиксации предельных скоростей v_г1 и v_г2 определяют их суммарную величину v, по значению которой судят о поверхностном натяжении движущейся контролируемой жидкости.Then they are exposed to a gas stream (at the same angle of incidence α and distance l from the nozzle exit 1 to the surface of the liquid) against the flow of liquid. The gas velocity in the jet is changed to the limiting value v _g2 , at which a self-oscillating regime of interaction of the gas jet with the liquid occurs. The resulting speed limit value v _{g2 is} measured and recorded. After fixing the limiting speeds v _g1 and v _g2 determine their total value v, the value of which is used to judge the surface tension of a moving controlled fluid.

Предельные скорости газовых струй v_г1 и v_г2 зависят как от поверхностного натяжения, так и от скорости движения жидкости, так как
v_г1 = v_г - Δv_г; v_г2 = v_г + Δv_г, где v_г - предельная скорость газа в газовой струе при неподвижной контролируемой жидкости;
Δ v_г - изменение предельной скорости v_г вследствие влияния движения жидкости.The limiting velocities of the gas jets v _g1 and v _g2 depend both on the surface tension and on the velocity of the fluid, since
v _g1 = v _g - Δv _g ; v _g2 = v _g + Δv _g , where v _g is the limiting velocity of the gas in the gas stream with a stationary controlled fluid;
Δ v _g - change in the limiting speed v _g due to the influence of fluid motion.

Таким образом, получаемый после суммирования результат равен удвоенной величине предельной скорости v_г газа в струе при взаимодействии ее с неподвижной жидкостью, т.е. v = 2v_г.Thus, the result obtained after summing is equal to twice the limiting velocity v _{g of the} gas in the jet during its interaction with a stationary liquid, i.e. v = 2v _g .

Предложенный способ контроля поверхностного натяжения в отличие от известных обеспечивает бесконтаткный аэрогидродинамический контроль движущейся жидкости. The proposed method for controlling surface tension, in contrast to the known ones, provides non-contact aerohydrodynamic control of a moving fluid.

Claims

METHOD FOR CONTROLING SURFACE TENSION OF LIQUIDS, consisting in the action of a gas jet at an angle to the surface of the liquid, changing the speed of the gas jet and recording the value of the limiting velocity of the jet at which self-oscillations occur in the gas-liquid system, characterized in that, in order to improve the accuracy of measuring moving media , a gas jet acts at the same angle in and against the flow, and the surface tension is determined by the sum of the limiting velocities.