SU1096542A1 - Liquid surface property determination method - Google Patents

Liquid surface property determination method Download PDF

Info

Publication number
SU1096542A1
SU1096542A1 SU813356684A SU3356684A SU1096542A1 SU 1096542 A1 SU1096542 A1 SU 1096542A1 SU 813356684 A SU813356684 A SU 813356684A SU 3356684 A SU3356684 A SU 3356684A SU 1096542 A1 SU1096542 A1 SU 1096542A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
drop
determining
pressure
order
measured
Prior art date
Application number
SU813356684A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Игорь Степанович Кисиль
Александр Григорьевич Малько
Original Assignee
Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа
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 Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа filed Critical Ивано-Франковский Институт Нефти И Газа
Priority to SU813356684A priority Critical patent/SU1096542A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1096542A1 publication Critical patent/SU1096542A1/en

Links

Landscapes

  • Measuring Or Testing Involving Enzymes Or Micro-Organisms (AREA)

Abstract

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХСВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ, заключающийс  в формировании капли исследуемой жидкости и измерении в ней давлени , отличающийс  тем, что, с целью получени  непрерывной зависимости поверхностных свойств от времени, формируют кашпо фиксированного объема. 2.Способ по п.1,о тл и ч ающ и и с   тем, что, с целью повышени  точности при определении поверхностного нат жени , каплю формируют на острой, кромке и измер ют давление на уровне основани  капли. 3.Способ по П.1, отлич-аю-. щ и и с   тем, что, с целью повышени  точности при определении краевого угла смачивани , каплю формируют g на подложке из исследуемого твердоСЛ го тела и измер ют давление на уровне основани  капли.1. A METHOD FOR DETERMINING SURFACE PROPERTIES OF LIQUIDS, which consists in forming a drop of the test liquid and measuring the pressure in it, characterized in that, in order to obtain a continuous dependence of the surface properties on time, form a pot of a fixed volume. 2. The method according to claim 1, about t and chyushch and with the fact that, in order to improve accuracy in determining the surface tension, a drop is formed on the sharp edge and the pressure at the level of the base of the drop is measured. 3. Method according to Claim 1, excellent-ayu-. y and so that, in order to increase the accuracy in determining the wetting angle, a drop of g is formed on a substrate from the solid body under study and the pressure at the level of the base of the drop is measured.

Description

Изобретение относитс  к контроль но-измерительной технике, в частнос ти к методам определени  поверхност ных свойств чистых жидкостей и раст воров поверхностно-активных веществ .ПЛВ), и может найти применение дл  HenpepFiiBHoro исследовани  временной зависимости поверхностного нат жени и краевого угла смачивани  жидкосте и растворов в лабораторных услови х Известен способ определени  поверхностного нат жени  6 жидкостей по размерам лежачей капли,в процесс которого формируют каплю исследуемо жидкости, с помощью соответствующей оптической аппаратуры измер ют ради ус экватора капли и отрезок равный рассто нию от вершины капли до вершины пр мого угла, образованного пр мыми, касающимис  контура капли, а биссектриса которого совпадает с осью вращени  капли ij , К недостаткам способа определени поверхностной энергии жидкостей по размерам лежачей капли относитс  сложность измерени  необходимых размеров капли и других необходимых |рассто ний, а также дискретность по лученных результатов измерени  во времени (дл  получени  окончательны результатов определени  только одно го значени  О требуетс  около часа времени), что исключает возможность применени  способа дл  исследовани  динамики поверхностной энер гии растворов наиболее распространен Bffcax в отечественной промышленности ПАВ.Наиболее близким техническим решением к предлагаемому  вл етс  способ определени  поверхностных свойств жидкостей, заключающийс  в формировании газового пузырька в исследуемой жидкости и измерении в нем давлени . По данному способу из калиброванного капилл ра вьщавливают газ, измер ют максимальное давление, необходимое дл  образовани  газового пузырька, затем повторно вьщавливают газовый мениск бе образовани  газового пузырька, измер ют давление в образовавшемс  газовом мениске, а по разности измерен ных давлений суд т о поверхностных свойствах 2 . Кнедостаткам указанного способа определени  поверхностного нат жени  следует отнести дискретность полученных результатов измерени  во вЕ)емени, вызванную тем, что промежуток времени между двум  последующими моментами достижени  максимальных давлений в капле имеет место неинформационный промежуток времени, на прот жении которого вследствие действи  различных Лизико-химических процессов измер емое поверхност нее нат же 1ие может значительно изменитьс  . Цель изобретени  - получение непрерывной зависимости поверхностных свойств от времени. Поставленна  цель достигаетс  тем, что согласно способу определени  поверхностных свойств жидкостей, заключающемус  в формировании капли исследуемой жидкости и измерении в ней давлени , формируют каплю фиксированного объема. Предлагаетс  также с целью повышени  точности при определении поверхностного нат жени  формировать каплю на острой кромке и измер ть давление на уровне основани  капли. Кроме того, предлагаетс  с целью повЕЛиени  точности при определении краевого угла смачивани  формировать каплю на подложке из исследуемого твердого тела и измер ть давление на уровне основани  капли. Отличительной особенностью предлагаемого технического решени   вл етс  то обсто тельство, что оно дает возможность исследовать динамику измерени  поверхностных свойств на границе раздела Фаз во времени. На фиг.1 изображено устройство, позвол ющее определить поверхностное нат жение жидкости при его., непрерывной регистрации зависимости; на фиг.2 - устройство, позвол ющее определить краевой угол смачивани  при регистрации его непрерывной зависимости во времени. Устройство, реализующее предлагаемый способ при определении поверхностного нат жени , состоит из прецизионного задатчика 1 объема капли, внутренн   полость которого соединена с внутренним пространством капли с помощью капилл ра 2. На твердой горизонтальной подложке 3 из любого твердого материала изготовлено строго калиброванное отверстие с острой кромкой 4 радиусом г . Поверхность верхней части острой кромки  вл етс  строго горизонтальной. На уровне этой поверхности установлено отборное устройство датчика 5 давлени , соединенного с помощью линии 6 св зи с вторичным регистрирующим приборрм 7, отградуированным непосредственно в единицах поверхностного нат жени  жидкости8 (Фиг.). Устройство, реализующее предлагаег « 1й способ при определении краевого угла смачивани , отличаетс  от устройства, реализующего предлагаемый способ при определении поверхностного нат жени  тем, что подложка 9 изготовлена из твердого исследуемого материала без размещенного на ней отверсти  с острой кромкой (фиг.2). В основе предлагаемого способа при определении поверхностного нат жени  лежит тот факт, что капл  н кромке капилл ра описываетс  математически системой уравнений, св з вающих поверхностное нат жение 6 , объем капли V., разность удельных весов исследуемой жидкости и окружающего газа йу и избыточного да лени  в капле на уровне ее основани  йР. Способ определени  поверхностног нат жени  с помощью вышеописанного устройства осуществл ют следующим образом. С помощью прецизионного, задатчика 1 объема капли с учетом внутреннего объема капилл ра 2 и объема по лости от верхней плоскости кромки 4 калиброванного отверсти  до верхней плоскости горизонтальной подложки 3 выдавливают каплю 8 заданного объ ема V определ емого, например, из соотношени  vyr i,o (1) Непрерывно измер ют с помощью да чика 5 избыточное давление в капле йР на уровне плоскости острой кромки и при выполнении услови  (l). зна чение поверхностного нат жени  С рассчитывают по Лормуле 6 ,5Т93-0,225б(-)+0,ОВ21(, где д Р - измеренное давление в кап ле, Н/м 2, Д - разность удельных весов жидкости в капле и окружа ющего газа, f - радиус острой кромки калиброванного отверсти , м, и - поверхностное нат жение, Выражение (2) при условии выполнени  услови  (1). справедливо дл  диапазона изменени  6 5-10 - 100 v-lO H/M, диапазона б ОД-Ю - , диапазона i 1,5., . Погрешность расчета j с помощью (1)не превьлчает 0,05% с учетом указанных диапазонов изменени  параметров (i , г ,лу. Введенна  операци  измерени  давлени  в капле на уровне ее основани  при посто нном объеме капли позвол ет также определ ть краевой угол смачивани  жидкостью пове хности твердого материала, если каплю формировать не на острой кромке капилл ра, а на подложке из твердого материала, в этом случае краевой угол рассчитывают по формуле е arcc( (1-Р)(0, 5214-0, 2464Р+ + 0,2269Р 1,СЗ) где ,51408 Л,„ ) при условии, что Технико-экономический эффект предлагаемого способа определени  по-верхностных свойств жидкостей заключаетс  в увеличении информативности измерений, что в свою .очередь дает возможность оптимально управл ть различными технологическими процессами , в которых поверхностные  влени , происход щие на границах раздела Лаз, имеют важное значение.The invention relates to the control of measuring technique, in particular to methods for determining the surface properties of pure liquids and solutions of surface-active substances (FLV), and can be used for HenpepFiiBHoro to study the temporal dependence of the surface tension and wetting angle of a liquid and solutions in laboratory conditions A method is known for determining the surface tension of 6 liquids from the size of a recumbent drop, in the process of which a drop of test liquid is formed using an appropriate optical Parameters are measured for the equator of the droplet and a segment equal to the distance from the top of the drop to the top of the right angle formed by the direct contours of the drop contour, and the bisector of which coincides with the axis of rotation of the drop ij. The disadvantages of the method for determining the surface energy of liquids by the size of a lying drop relates to the difficulty of measuring the required droplet sizes and other necessary distances, as well as the discreteness of the measurement results obtained over time (to obtain the final results of determining only one This requires about an hour of time), which excludes the possibility of applying the method for studying the dynamics of surface energy of solutions. The most common Bffcax in the domestic industry. PAW. The closest technical solution to the proposed method is to determine the surface properties of liquids, which consists in forming a gas bubble in the liquid under study. and measuring pressure therein. In this method, a gas is extracted from a calibrated capillary, the maximum pressure required to form a gas bubble is measured, the gas meniscus is reapplied to prevent a gas bubble from forming, the pressure in the gas meniscus is measured, and the surface properties are measured by the difference in the measured pressures 2 The residues of this method for determining the surface tension should include the discreteness of the obtained measurement results in EE), due to the fact that the time interval between two subsequent moments of reaching the maximum pressure in the drop has a non-information time interval, during which due to the effect of various physicochemical processes The measured surface tension can be significantly changed. The purpose of the invention is to obtain a continuous dependence of surface properties on time. This goal is achieved by the fact that, according to the method of determining the surface properties of liquids, consisting in the formation of a drop of the test liquid and the measurement of pressure in it, a drop of a fixed volume is formed. It is also proposed, with the aim of increasing the accuracy in determining the surface tension, to form a drop on the sharp edge and to measure the pressure at the level of the base of the drop. In addition, it is proposed with the purpose of IMPROVING the accuracy in determining the wetting angle to form a drop on a substrate of the test solid and to measure pressure at the level of the base of the drop. A distinctive feature of the proposed technical solution is that it makes it possible to investigate the dynamics of the measurement of surface properties at the interface between the phases in time. Fig. 1 shows a device that allows determining the surface tension of a fluid during its continuous recording of the dependence; Fig. 2 shows a device for determining the wetting angle when registering its continuous dependence over time. The device that implements the proposed method in determining the surface tension consists of a precision setting device 1 for the volume of the drop, the internal cavity of which is connected to the internal space of the drop by means of a capillary 2. A strictly calibrated orifice with a sharp edge 4 is made on a solid horizontal substrate 3 radius g. The surface of the upper part of the sharp edge is strictly horizontal. At the level of this surface, a sampling device is installed of a pressure sensor 5 connected via a communication line 6 to a secondary recording instrument 7, calibrated directly in units of the surface tension of the liquid8 (Fig.). The device implementing the proposed “1st method in determining the wetting angle is different from the device implementing the proposed method in determining surface tension in that the substrate 9 is made of solid material under study without an aperture with a sharp edge on it (FIG. 2). The basis of the proposed method for determining the surface tension is the fact that a drop on the edge of a capillary is described mathematically by a system of equations relating surface tension 6, drop volume V., the difference in specific gravities of the liquid under study and the surrounding gas yoo in a drop at the level of its base. The method of determining the surface tension using the above described device is carried out as follows. Using a precision setting unit 1 for the volume of the drop, taking into account the internal volume of the capillary 2 and the volume of the cavity from the upper plane of the edge 4 of the calibrated hole to the upper plane of the horizontal substrate 3, extrude the drop 8 of a given volume V determined, for example, from the ratio vyr i, o (1) Continuously measuring with gauge 5, the overpressure in the drop Р at the level of the plane of the sharp edge and when the condition (l) is fulfilled. the value of the surface tension C is calculated by Lormule 6, 5Т93-0.225b (-) + 0, ОV21 (where d P is the measured pressure in the droplet, N / m 2, D is the difference between the specific weights of the liquid in the droplet and the surrounding gas, f is the radius of the sharp edge of the calibrated orifice, m, and is the surface tension, Expression (2) under the condition that condition (1) is fulfilled. This is valid for the range of 6 5-10 - 100 v-l O H / M, range OD -Y -, range i 1.5.,. The error in calculating j using (1) does not exceed 0.05%, taking into account the specified ranges of parameter changes (i, g, lu. The introduced measurement step The droplet at the level of its base with a constant droplet volume also makes it possible to determine the wetting angle of the surface of a solid material with liquid, if the droplet is formed not on the sharp edge of the capillary, but on a substrate of solid material, in this case the edge angle is calculated from formula e arcc ((1-Р) (0, 5214-0, 2464Р + + 0.2269Р 1, СЗ) where, 51408 Л, „) provided that the technical and economic effect of the proposed method for determining the surface properties of liquids is in increasing the informativeness of measurements, which in turn gives in zmozhnost optimally control the different technological processes in which the detection surface derived in section Laz boundaries are important.

Claims (3)

1. СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНЫХ'СВОЙСТВ ЖИДКОСТЕЙ, за ключающийся в формировании капли исследуемой жидкости и измерении в ней давления, отличающийся тем, что, с целью получения непрерывной зависимости поверхностных свойств от времени, формируют каплю фиксированного объема.1. A METHOD FOR DETERMINING THE SURFACE PROPERTIES OF LIQUIDS, which consists in the formation of a drop of an investigated liquid and the measurement of pressure in it, characterized in that, in order to obtain a continuous dependence of surface properties on time, a drop of a fixed volume is formed. 2. Способ по п.1, о тл и ч ающ и й с я тем, что, с целью повышения точности при определении поверхностного натяжения, каплю формируют на острой, кромке и измеряют давление на уровне основания капли.2. The method according to claim 1, with the fact that, in order to increase accuracy in determining the surface tension, a drop is formed on a sharp edge and pressure is measured at the level of the base of the drop. 3. Способ по п.1, о т л и ча ю -. щ и й с я тем, что, с целью повышения точности при определении краевого угла смачивания, каплю формируют <g на подложке из исследуемого твердого тела и измеряют давление на уровне основания капли.3. The method according to claim 1, about t l and cha y -. and with the fact that, in order to increase accuracy in determining the contact angle, a drop is formed <g on a substrate from the solid under study and pressure is measured at the level of the base of the drop. SU„„ 1096542SU „„ 1096542 Фиг. tFIG. t
SU813356684A 1981-09-10 1981-09-10 Liquid surface property determination method SU1096542A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813356684A SU1096542A1 (en) 1981-09-10 1981-09-10 Liquid surface property determination method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU813356684A SU1096542A1 (en) 1981-09-10 1981-09-10 Liquid surface property determination method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1096542A1 true SU1096542A1 (en) 1984-06-07

Family

ID=20983449

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU813356684A SU1096542A1 (en) 1981-09-10 1981-09-10 Liquid surface property determination method

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1096542A1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4874426A (en) * 1987-09-29 1989-10-17 Hajime Honda Surface tensiometer and concentration controlling device
RU2460987C1 (en) * 2011-06-02 2012-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет (ТГУ) Method of determining surface tension coefficient and wetting angle

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Иващенко Ю.Н. и др. К вопросу о расчете поверхностного нат жени жидкостей по размерам лежачей капли.-В кн. Поверхностные влени в расплавах и процессах порошковой металлургии. Киев, Изд-во АН УССР, 1960, с. 391-417. 2. Авторское свидетельство СССР 532789, кл. а 01 N 13/02, 1974 прототип). *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4874426A (en) * 1987-09-29 1989-10-17 Hajime Honda Surface tensiometer and concentration controlling device
RU2460987C1 (en) * 2011-06-02 2012-09-10 Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский государственный университет (ТГУ) Method of determining surface tension coefficient and wetting angle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6748804B1 (en) Microsensor for measuring the position of liquids in capillaries
US4307609A (en) Liquid density meter
Fainerman et al. Accurate analysis of the bubble formation process in maximum bubble pressure tensiometry
SU1096542A1 (en) Liquid surface property determination method
RU2460987C1 (en) Method of determining surface tension coefficient and wetting angle
ES2004046A6 (en) Process and device for determining the boiling temperature.
US4455876A (en) Precision manometer gauge
CN211374410U (en) Multifunctional liquid identification container
SU1045081A1 (en) Liquid surface property measuring device
SU1753368A1 (en) Method of determining the liquid surface tension
US2361628A (en) Manometer for measuring blood pressure
SU715962A1 (en) Device for manufacturing specimans with oblique section by method of etching
SU1394108A1 (en) Apparatus for determining wettability edge angle
SU767623A1 (en) Method for measuring boundary wetting angle
CN106441502A (en) Device and method for noncontact measuring of remaining reagent amount
Bowden The double-capillary method of surface tension measurement
SU1179149A1 (en) Device for measuring liquid density
JP2000088843A (en) Fresh concrete air meter and air quantity measuring method
SU991137A1 (en) Device for measuring conical holes
SU1402847A1 (en) Device for measuring viscosity of liquids
RU2244288C1 (en) Method of measurement of surface tension coefficient and static and dynamic wetting angles
SU693159A1 (en) Device for determining surface tension of liquids
SU868532A1 (en) Device for potentiometric measurements
SU418762A1 (en)
SU853489A1 (en) Device for continuous measuring of liquid density