RU2554637C1 - Способ измерения поверхностного натяжения - Google Patents
Способ измерения поверхностного натяжения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2554637C1 RU2554637C1 RU2013154321/28A RU2013154321A RU2554637C1 RU 2554637 C1 RU2554637 C1 RU 2554637C1 RU 2013154321/28 A RU2013154321/28 A RU 2013154321/28A RU 2013154321 A RU2013154321 A RU 2013154321A RU 2554637 C1 RU2554637 C1 RU 2554637C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- liquid
- tension
- interphase
- surface tension
- liquids
- Prior art date
Links
Landscapes
- Force Measurement Appropriate To Specific Purposes (AREA)
- Length Measuring Devices With Unspecified Measuring Means (AREA)
- Length Measuring Devices Characterised By Use Of Acoustic Means (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области аналитической техники, а именно к способам и средствам измерений межфазного натяжения жидких сред. Для этого формируют вспучивания на межфазной поверхности жидкость-газ или жидкость-жидкость воздействием ультразвукового радиационного давления, и определяя максимальную высоту вспучивания, судят о величине поверхностного или межфазного натяжения. Техническим результатом является обеспечение возможности сравнительных измерений поверхностного и межфазного натяжения жидкостей. 1 ил.
Description
Изобретение относится к области аналитической техники, а именно к способам и средствам измерений поверхностного и межфазного натяжения жидких сред.
Известно множество различных способов измерения поверхностного и межфазного натяжения жидкостей, используемых в фундаментальных исследованиях и для решения ряда практических задач [1, 2, 3]. Эти способы, за некоторым исключением, основаны на взаимодействии поверхности раздела жидкость-газ (или жидкость-жидкость) с поверхностью твердого тела, что вносит дополнительные погрешности и требует введения поправок в полученные результаты [1, 2, 3]. Исключение составляет лишь метод вращающейся капли [1, 2], пригодный только для измерения межфазного натяжения, и метод деформации поверхности жидкости струей воздуха [5] (прототип), трудно поддающийся стандартизации.
Известно также, что давление звукового излучения, действующее на границе раздела двух жидких или жидкой и газообразной сред, приводит к вспучиванию поверхности раздела (Рис.), величина (высота) которого связана, в том числе и с поверхностным (межфазным) натяжением [4].
Связь между максимальной высотой прогиба поверхности (h, при х=0), радиационным давлением (Pr) и поверхностным (межфазным) натяжением (σ) может быть получена из уравнения Лапласа в виде
где: r - радиус ультразвукового пучка,
ρ - плотность жидкости,
g - ускорение свободного падения,
К - функция Бесселя.
Откуда, при известном радиационном давлении, в звуковом пучке или интенсивности ультразвука, с которой радиационное давление связано, и величине максимальной (при х=0) высоты подъема жидкости во вспучивании, можно рассчитать поверхностное (межфазное) натяжение.
На практике не всегда с достаточной точностью удается измерить, например, радиус ультразвукового пучка, учесть ошибки, обусловленные динамическим давлением акустических течений, поэтому удобнее пользоваться относительным методом.
Заявленный способ предназначен для сравнительных (относительных) измерений поверхностного и межфазного натяжения жидкостей.
Указанный результат достигается измерением высоты вспучивания (h) свободной поверхности жидкости или межфазной поверхности несмешивающихся жидкостей (Рис) под действием генерируемого излучателем 1 ультразвукового пучка, направление распространения которого указано стрелкой, и сравнением полученного значения высоты вспучивания с соответствующими значениями градуировочной кривой, построенной заявленным способом по результатам измерений жидкостей с известными значениями поверхностного или межфазного натяжения в аналогичных условиях при тех же параметрах ультразвукового поля.
Способ осуществляется следующим образом (примеры).
1. В круглую кювету, дном центральной части которой является излучатель ультразвука, диаметром r наливают исследуемую жидкость до определенного уровня, включают ультразвук с фиксированной интенсивностью, достаточной для появления на поверхности жидкости вспучивания, но не превышающей значений, при которых сферичность вспучивания начинает заметно нарушаться и превращаться в ультразвуковой фонтан, измеряют доступными средствами (катетометром, например) высоту вспучивания и определяют поверхностное натяжение исследуемой жидкости по градуировочной кривой, заранее построенной при тех же условиях, на жидкостях с известным поверхностным натяжением.
2. В круглую кювету, дном центральной части которой является излучатель ультразвука, диаметром r наливают до определенного уровня исследуемые несмешивающиеся жидкости, межфазное натяжение между которыми требуется измерить, включают ультразвук с фиксированной интенсивностью, достаточной для появления на межфазной поверхности вспучивания, но не превышающей значений, при которых сферичность вспучивания начинает заметно нарушаться, измеряют доступными средствами (катетометром, например) высоту вспучивания и определяют межфазное натяжение исследуемых жидкостей по градуировочной кривой, заранее построенной при тех же условиях, на жидкостях с известным межфазным натяжением.
Приведенные примеры, которые, однако, не носят ограничительного характера, демонстрируют технику измерения поверхностного и межфазного натяжения заявленным способом, а совокупность отличительных признаков описываемого заявленного способа обеспечивает и подтверждает возможность реализации заявляемого способа с получением вышеуказанного результата.
В результате проведенного анализа уровня техники измерения поверхностного и межфазного натяжения, источник, характеризующийся признаками, тождественными всем существенным признакам заявленного способа, не обнаружен, следовательно, заявленный способ соответствует условию "новизна".
Дополнительный поиск известных решений показал, что заявленный способ не вытекает для специалиста явным образом из известного уровня техники, поскольку подобрана совокупность технических средств и условий, обеспечивающих достижение заявленного результата. Следовательно, заявленный способ соответствует условию "изобретательский уровень".
Для заявленного способа в том виде, как он охарактеризован в изложенной формуле изобретения, подтверждена возможность его реализации с помощью описанных в заявке средств. Следовательно, заявленный способ соответствует условию "промышленная применимость".
Литература
1. Химическая энциклопедия. Поверхностное натяжение. М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия, 1992, т.3. с.589-590.
2. Физическая энциклопедия. Поверхностное натяжение. М.: Научное издательство «Большая Российская энциклопедия, 1992, т.3. с.648-649.
3. Thiessen D.В., Kin F. Man. "Surface Tension Measurement." CRC Press LLC. 2000, 13p.
4. Агранат Б.А., Дубровин M.H., Хавский, Эскин Г.И. Основы физики и техники ультразвука. М.: «Высшая школа», 1987, 352 с.
5. Мордасов М.М., Гализдра В.И., Корнеева Е.И. Способ измерения поверхностного натяжения. Патент RU 2205380, 2003.
Claims (1)
- Способ измерения поверхностного натяжения, включающий формирование вспучивания на межфазной поверхности жидкость-газ или жидкость-жидкость, отличающийся тем, что вспучивание обеспечивается воздействием ультразвукового радиационного давления, а по его высоте судят о величине межфазного натяжения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154321/28A RU2554637C1 (ru) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | Способ измерения поверхностного натяжения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013154321/28A RU2554637C1 (ru) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | Способ измерения поверхностного натяжения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013154321A RU2013154321A (ru) | 2015-06-20 |
RU2554637C1 true RU2554637C1 (ru) | 2015-06-27 |
Family
ID=53433391
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013154321/28A RU2554637C1 (ru) | 2013-12-09 | 2013-12-09 | Способ измерения поверхностного натяжения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2554637C1 (ru) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108318384B (zh) * | 2017-12-29 | 2021-03-26 | 同济大学 | 一种基于液滴机械振动的液体表面张力测试方法 |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU320755A1 (ru) * | В. Н. Сокольский | Способ определения коэффициента поверхностного | ||
SU717626A1 (ru) * | 1977-05-11 | 1980-02-25 | Отдел физико-технических проблем энергетики Уральского научного центра АН СССР | Способ измерени межфазного поверхностного нат жени жидкостей в присутствии электрического пол |
DE19819555A1 (de) * | 1998-04-30 | 1999-11-04 | Lauda Dr R Wobser Gmbh & Co Kg | Blasendrucktensiometer |
WO2007131945A2 (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Carl Stuart Limited | Microvolume analysis system |
-
2013
- 2013-12-09 RU RU2013154321/28A patent/RU2554637C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU320755A1 (ru) * | В. Н. Сокольский | Способ определения коэффициента поверхностного | ||
SU717626A1 (ru) * | 1977-05-11 | 1980-02-25 | Отдел физико-технических проблем энергетики Уральского научного центра АН СССР | Способ измерени межфазного поверхностного нат жени жидкостей в присутствии электрического пол |
DE19819555A1 (de) * | 1998-04-30 | 1999-11-04 | Lauda Dr R Wobser Gmbh & Co Kg | Blasendrucktensiometer |
WO2007131945A2 (en) * | 2006-05-12 | 2007-11-22 | Carl Stuart Limited | Microvolume analysis system |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013154321A (ru) | 2015-06-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Chanson et al. | Air entrainment processes in a circular plunging jet: Void-fraction and acoustic measurements | |
Shmyrov et al. | Capillary wave method: An alternative approach to wave excitation and to wave profile reconstruction | |
US20180088017A1 (en) | Ultrasonic measuring method and system for measuring particle size and mass concentration | |
Barthes et al. | Characterization of the activity of ultrasound emitted in a perpendicular liquid flow using Particle Image Velocimetry (PIV) and electrochemical mass transfer measurements | |
US20170356882A1 (en) | Device and method for bubble size classification in liquids | |
CN107270980A (zh) | 一种垂直管内气液两相环状流液膜厚度及流量的测量方法 | |
RU2554637C1 (ru) | Способ измерения поверхностного натяжения | |
US7010962B2 (en) | Characterization of liquids using gas bubbles | |
Wan et al. | Probing and imaging of vapor–water mixture properties inside partial/cloud cavitating flows | |
Evgenidis et al. | Gas–liquid flow of sub-millimeter bubbles at low void fractions: Experimental study of bubble size distribution and void fraction | |
RU2460987C1 (ru) | Способ определения коэффициента поверхностного натяжения и угла смачивания | |
Younes et al. | Experimental investigation for liquid sloshing in baffled rectangular tanks | |
CA2868978C (en) | Speed of sound and/or density measurement using acoustic impedance | |
CN105403483A (zh) | 压差溶液密度测量装置及其测量方法 | |
Zhang et al. | Vibrating a sessile droplet to enhance mass transfer for high-performance electrochemical sensors | |
US10545080B2 (en) | Determination of interfacial or surface tension | |
Champmartin et al. | New procedure to measure simultaneously the surface tension and contact angle | |
Dorsey | Measurement of surface tension | |
Modena et al. | Mass correlation spectroscopy for mass-and size-based nanoparticle characterization in fluid | |
RU2559175C1 (ru) | Способ определения плотности твердых материалов и устройство для его осуществления | |
JP2007085795A (ja) | 波浪特性測定方法及びその装置 | |
US10520431B2 (en) | Particle analyzer, particle analysis method, and particle analysis program | |
US10436585B2 (en) | Method for compensating for Venturi effects on pressure sensors in moving water | |
Wrasse et al. | Capacitive direct-imaging sensor for two-phase flow visualization | |
Semenov et al. | Experimental estimation of the vibration effect on the rate of mass transfer from a planar surface |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20161210 |