SU1283621A1 - Способ определени поверхностного нат жени жидкости - Google Patents

Description

ьо

00 00 05 1C

112

Изобретение относитс  к контрольно-измерительной технике, а именно к исследованию поверхностных свойств жидкостей и может быть использовано при изучении поверхностных  влений в жидкост х, в частности в жидкост х с пленками поверхностно-активных веществ (ПАВ), а также дл  контрол  отсутстви  (наличи ) примесей ПАВ в чистых жидкост х.

Целью изобретени   вл етс  расширение класса исследуемых жидкостей.

Ва чертеже приведена схема устройства дл  реализации предлагаемого способа.

Изобретение основано на эффекте параметрического возбуждени  поверхностных волн,. Он заключаетс  в том, что если сосуд с жидкостью будет совершать вертикальные гармонические колебани  в поле силы т жести по закону и А , где и - смещение сосуда; А - амплитуда; Я- частота , то на поверхности жидкости будут возбуждатьс  волны с частотой

iJ -у- . При этом кажда  частида

жидкости относительно движущегос  .сосуда находитс  в переменном поле силы т жести,эффективное ускорение ко торого g(t) (1- Hcosat)g, где

i «

ASi

- безразмерна  амплитуда модул ции, g ускорение силы т жести. Тогда, если частота F 52

271

изменени  параметра g(t)

вдвое вьш1е собственной частоты колебани  частиц жидкости, то по отношению к столь угодно малым возмущени м при амплитуде р модул ции вьшю некоторой критической (пороговой ) состо ние равновеси  частиц по поверхности жидкости становитс  неустойчивым - возбуждаютс  волны.

Как показали эксперименты шири- на области неустойчивости, т.е. области возбуждени  одной моды, по частоте не превьшает 1 Гц,в этих предела.х ошибка определени  поверхностного нат жени  жидкости 6 составл ет менее 2,5%, что и позволило применить предлагаемый способ дл  измерени  Q , В данном способе дл  точного определени  собственной частоты f волны нет необходимости добиватьс  максимальной амплитуды поверхностной волны, что  вл ет

5

0

5

с  длительной и трудоемкой процедурой из-за отсутстви  резко выраженного максимума в резонансе. В пред- лагаемом способе дл  определени  f достаточно только возбудить поверхностную волну, при зтом собственна  частота f волны здесь равна половине частоты колебани  сосуда (с точностью 0,5 Гц, так как ширина области возбуждени  одной моды по частотр равна 1 Гд). Поскольку поверхность жидкости в предлагаемом способе свободна от внешних воздействий , то данный способ позвол ет исследовать не только чистые жид- кости, но и жидкости с пленкой ПАВ на :поверхности.При: этом, как показали эксперименты, пленка ПАВ не увеличивает ширину области возбуждени  моды по частоте и тем самым не ухудшает точность определени  f, а следовательно, и 6

Дл  измерени  длины волны используют известные способы, например, оптические в отраженном или проход щем свете.

Независимо от способа генерации волн на поверхности глубокой (глубина жидкости много больше длины волны ) жидкости их параметры - кругова  частота о) и волновое число k - св заны дисперсионным

соотношением где с

uJ../gk

5

Р

k

плотность жидкости.

Из дисперсионного соотношени  расчетна  формула дл  имеет вид

uJ - gk

k3

45

-p(« -sj

(1)

Устройство дл  определени  поверх ностного нат лсени  содержит сосуд 1 дл  исследуемой жидкости, располо- женный на вибростоле 2, к входу электрической части которого подключен усилитель 3 мощности сигнала звуковой частоты. Усилитель 3 соединен с управл ющим генератором 4 сигнала звуковой частоты, с помощью которого осуществл етс  регулировка частоты F колебаний вибростола 2.

В конкретной реализации устройства в качестве вибростола 2 с усилите-i,

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Способ определени  поверхностного нат жени  жидкости, заключающийс  во внешнем, периодическом механическом г гВоздействии на жидкость в сосуде , измерении частоты внешнего воздействи  и длины капилл рной волны, возбуждаемой на поверхности жидкости при этом воздействии,.и вычислении поверхностного нат жени  по измеренным величинам, отличающийс  тем, что, с целью расширени  класса исследуемых жидкостей , внешнее воздействие на жидкость осуществл ют вертикальным колебательным перемещением сосуда с посто нной амплитудой и частотой, при которой на поверхности жидкости образуетс  сто ча  капилл рна  волма.

   Составителе А.Кощеев Редактор М.Келемеш Тех15ед вТКадар Корректор Е.Сирохман

   Заказ 7430/40 Тираж 776 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. 4/5

   V

   Производственно-полиграфическое предпри тие, г, Ужгород, ул, Проектна , 4