SU1741020A1 - Method for determination of surface liquid tension - Google Patents
Method for determination of surface liquid tension Download PDFInfo
- Publication number
- SU1741020A1 SU1741020A1 SU904827349A SU4827349A SU1741020A1 SU 1741020 A1 SU1741020 A1 SU 1741020A1 SU 904827349 A SU904827349 A SU 904827349A SU 4827349 A SU4827349 A SU 4827349A SU 1741020 A1 SU1741020 A1 SU 1741020A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- capillary
- drop
- surface tension
- liquid
- electric field
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл определени коэффициента поверхностного нат жени жидкостей, включа жидкости высокой в зкости, а также в слабых гравитационных пол х при исследовании жидкостей , полученных в услови х новых космических технологий. Под воздействием электрического пол , создаваемого с помощью источника высокого напр жени между электродами, жидкость из сосуда вт гиваетс в капилл р, наход щийс междуэлектродами , и образует каплю на выходе из капилл ра. Плавно увеличивают величину электрического пол до момента отрыва капли от среза капилл ра, измер ют диаметр капли в этот момент, величину напр жени между жидкостью и ускор ющим электродом, а коэффициент поверхностного нат жени вычисл ют по выражению, приведенном в формуле изобретени . 1 табл., 1 ил. сл сThe invention relates to a measurement technique and can be used to determine the surface tension coefficient of liquids, including high viscosity liquids, as well as in weak gravitational fields when studying liquids obtained under the conditions of new space technologies. Under the influence of an electric field created by a high voltage source between the electrodes, the liquid from the vessel is drawn into the capillary between the electrodes and forms a drop at the outlet of the capillary. The magnitude of the electric field is gradually increased until the drop is removed from the cut off of the capillary, the diameter of the drop is measured at this moment, the magnitude of the voltage between the liquid and the accelerating electrode, and the surface tension coefficient is calculated by the expression in the claims. 1 tab., 1 Il. cl
Description
Изобретение относитс к измерительной технике и может быть использовано дл определени коэффициента поверхностного нат жени жидкостей, включа жидкости высокой в зкости, а также в слабых гравитационных пол х при исследовании жидкостей , полученный в услови х новых космических технологий.The invention relates to a measurement technique and can be used to determine the surface tension coefficient of liquids, including high viscosity liquids, as well as in weak gravitational fields in the study of liquids, obtained under the conditions of new space technologies.
Известен способ определени поверхностного нат жени жидкостей методом максимального давлени в капле с использованием сталагмометрического метода, основанный на условии уравновешивани силы т жести капли в момент ее отрыва от конца капилл ра силами поверхностного нат жени .A known method for determining the surface tension of liquids by the method of maximum pressure in a drop using the stalagmometric method is based on the condition of balancing the force of gravity of the drop at the moment of its detachment from the end of the capillary by the forces of surface tension.
Способ пригоден в услови х медленного образовани капли и вл етс статическим .The method is suitable under conditions of slow drop formation and is static.
Наиболее близким к предлагаемому вл етс способ определени поверхностного нат жени жидкостей методом максимального давлени в капле, включающий выдавливание капли из капилл ра и создание максимального давлени в капле с помощью центробежных сил.Closest to the present invention is a method for determining the surface tension of liquids by the method of maximum pressure in a drop, which involves squeezing a drop out of a capillary and creating maximum pressure in a drop using centrifugal forces.
Недостатком этого способа вл етс сложность и затруднение его использовани дл высоков зких жидкостей.The disadvantage of this method is the complexity and difficulty of its use for highly viscous liquids.
Цель изобретени - расширение области использовани способа и его упрощение .The purpose of the invention is to expand the scope of use of the method and simplify it.
Способ заключаетс в следующем.The method is as follows.
ЧH
4four
ОABOUT
hOhO
оabout
За счет электрического пол исследуема жидкость из сосуда вт гиваетс в капилл р , сообщающийс с сосудом и расположенный перпендикул рно двум электродам, один из которых находитс в жидкости, а другой на рассто нии Н от первого . Под действием электрического пол на конце капилл ра формируетс капл жидкости . В момент отрыва капли от капилл ра измер ют ее радиус R и фиксируют значение напр жени U, по величине которого и рассто нию Н между электродами опреде- л ют.напр женность однородного электрического пол Е U/H. Коэффициент поверхностного нат жени а вычисл ют по формулеDue to the electric field, the investigated liquid from the vessel is drawn into the capillary, which is connected with the vessel and is located perpendicularly to two electrodes, one of which is in the liquid and the other at a distance H from the first. Under the action of an electric field, a liquid droplet forms at the end of the capillary. At the moment of detachment of the droplet from the capillary, its radius R is measured and the value of the voltage U is fixed, the magnitude of which and the distance H between the electrodes determine the strength of the uniform electric field U U / H. The surface tension coefficient is calculated by the formula
+fpgR)+ fpgR)
0)0)
где г, R - радиусы капилл ра и капли соответственно , м;where r, R are the capillary radii and drops, respectively, m;
р- плотность исследуемой жидкости, кг/м3;p is the density of the test liquid, kg / m3;
g - напр женность гравитационного пол , м/с ;g — gravitational field strength, m / s;
Ј0 8,85- Ф/м - электрическа посто нна .Ј0 8.85-F / m - electric constant.
При воздействии электрического пол на жидкость она вт гиваетс в капилл р и образует на его выходе сферическую каплю. Условие отрыва капли от капилл ра:When exposed to an electric field on the liquid, it is drawn into the capillary and forms a spherical drop at its output. The condition of the drop from the capillary:
F3 + ,F3 +,
(2)(2)
где Рэ, Fg, F0- - действующие на каплю жидкости электростатическа , гравитационна и поверхностна силы соответственно.where Re, Fg, F0- are the electrostatic, gravitational and surface forces acting on a liquid drop, respectively.
Электростатическа сила, действующа на каплю жидкости, равнаThe electrostatic force acting on a drop of liquid is equal to
F3 Ео Е2 S/2 ,(3)F3 Eo E2 S / 2, (3)
оabout
где S - площадь поверхности капли, м ; S 47TR2.where S is the droplet surface area, m; S 47TR2.
Гравитационна сила, действующа на каплю, равнаThe gravitational force acting on the drop is equal to
Fg 4jrR3/og/3 .Fg 4jrR3 / og / 3.
(4)(four)
Сила поверхностного нат жени , преп тствующа отрыву сферической капли от капилл ра, равнаThe surface tension force preventing the spherical drop from the capillary is equal to
2ffSi/r1 2ffSi / r1
(5)(five)
где о- коэффициент поверхностного нат жени жидкости, Н/м;where o is the coefficient of surface tension of the liquid, N / m;
Si тгг2 - площадь внутреннего сечени капилл ра, м .Si тгг2 - the area of the internal section of the capillary, m.
В формуле(5) предполагаетс , чтоотрывIn formula (5) it is assumed that
капли происходит по внутреннему радиусу капилл ра.drops occur along the inner radius of the capillary.
С учетом выражений (3) - (5) из услови (2) величину коэффициента поверхностно- го нат жени жидкости определ ют по формулеTaking into account expressions (3) - (5) from condition (2), the magnitude of the coefficient of surface tension of a fluid is determined by the formula
R2R2
1515
сг (6cr (6
r,0E2+|pgR),r, 0E2 + | pgR),
Из выражений (2) - (5) видно, что в случае слабого гравитационного пол или отсутстви его необходимо создание лишьFrom expressions (2) - (5) it can be seen that in the case of a weak gravitational floor or the absence of it, it is necessary to create only
более сильного электрического пол , чтобы осуществить формирование капли жидкости на выходе из капилл ра и отрыв ее от капилл ра. Таким образом, электрическое поле в случае слабых гравитационных полей , вплоть до полного их отсутстви , вл етс определ ющим фактором, обеспечивающим работоспособность предлагаемого способа в указанных услови х. Аналогичным образом электрическоеa stronger electric field in order to form a drop of liquid at the exit from the capillary and to detach it from the capillary. Thus, the electric field in the case of weak gravitational fields, up to their complete absence, is a determining factor ensuring the operability of the proposed method under the specified conditions. Similarly electric
поле вл етс определ ющим фактором при воздействии на высоков зкие жидкости, когда формирование капли лишь под действием гравитационных сил затруднено, а часто и практически невозможно.The field is a determining factor when exposed to highly viscous liquids, when the formation of a drop only under the action of gravitational forces is difficult, and often practically impossible.
На чертеже представлена схема реализации способа.The drawing shows a diagram of the implementation of the method.
Необходимое количество исследуемой жидкости набирают в верхнюю емкость 1, выполненную из диэлектрического материала , на дне которой установлен электрод 2, а в дне емкости укреплен диэлектрический капилл р 3. Ускор ющий электрод 4 с небольшим отверстием дл пролета капель установлен над нижней емкостью 5, служащейThe required amount of the test liquid is drawn into the upper tank 1, made of a dielectric material, at the bottom of which electrode 2 is installed, and at the bottom of the tank a dielectric capillary 3 is fixed. Accelerating electrode 4 with a small opening for the passage of droplets is installed above the lower tank 5, which serves
дл сбора исследуемой жидкости, С помощью источника 6 высокого напр жени с плавно регулируемой величиной напр жени , значение которого определ етс по ки; ловольтметру 7, между электродами 3 и 4to collect the test liquid, using a high voltage source 6 with a continuously adjustable voltage value, the value of which is determined by ki; lovoltmeter 7 between electrodes 3 and 4
создаетс электрическое поле, под действием которого жидкость вт гиваетс в калил- л р 3 и образует каплю на выходе капилл ра. Электрическое поле увеличивают до момента отделени капли от срезаan electric field is created, under the action of which the liquid is drawn into the caliber p 3 and forms a drop at the exit of the capillary. The electric field is increased until the drop is separated from the slice.
капилл ра, а радиус капли в этот момент фиксируют с помощью окул рного микроскопа 8. Подсветка при измерени х осуществл етс осветителем 9. Зна радиус капилл ра г, радиус капли R в момент ее отрыва от капилл ра, величину напр женности электрического пол Е между электродами и плотность исследуемой жидкости А по формуле (1) определ ют коэффициент поверхностного нат жени жидкости.capillary, and the radius of the drop is fixed at this moment with an ocular microscope 8. The illumination is measured by the illuminator 9. With the radius of the capillary r, the radius of the drop R at the time of its separation from the capillary, the intensity of the electric field E between The surface tension of the liquid is determined by electrodes and the density of the test liquid A according to the formula (1).
Пример. Определение коэффициента поверхностного нат жени воды.Example. Determination of the surface tension of water.
Измерени провод т при нормальном атмосферном давлении и температуре 20°С в поле т жести Земли при g 9,81 м/с2. Значение высокого напр жени , подаваемого на электроды, плавно измен ют от 0 до 10 кВ и измер ют с помощью электростатического киловольтметра типа С-196. Дл измерени диаметра капли используют окул рный микроскоп и осветитель дл оптической скамьи ОСК-2. Диаметр капилл ра при измерени х составл л 0,36 мм. Измерени провод т при различных межэлектродных рассто ни х Н. Результаты измерений представлены в таблице. Там же приведены значени коэффициента поверхностного нат жени 7, рассчитанные по формуле (1). Табличное значение коэффициента поверхностного нат жени при аналогичных услови х , в которых осуществл лись измерени , составл ет величину пор дка 73 -10 Н/м. Расхождение среднего значени результатов измерений а со справочными данными не более 1,5%.Measurements are carried out at normal atmospheric pressure and a temperature of 20 ° C in the earth's gravity field at g 9.81 m / s2. The value of the high voltage supplied to the electrodes is smoothly varied from 0 to 10 kV and measured using an electrostatic kilovoltmeter of the type C-196. An ocular microscope and a USC-2 optical bench illuminator are used to measure the droplet diameter. The diameter of the capillary in measurements was 0.36 mm. The measurements are carried out at different interelectrode distances N. The results of the measurements are presented in the table. The table also shows the values of the surface tension coefficient 7, calculated by formula (1). The tabular value of the surface tension coefficient under similar conditions in which the measurements were made is of the order of 73-10 N / m. The discrepancy between the average value of measurement results and reference data is not more than 1.5%.
Предлагаемый способ определени коэффициента поверхностного нат жени жидкости может быть легко реализован на практике, он позвол ет проводить измерени дл жидкостей, обладающих высокой в зкостью, так как действие электрических сил в этом случае становитс преобладающим над всеми другими силами, действующими при формировании капли жидкости.The proposed method for determining the coefficient of surface tension of a liquid can be easily put into practice, it allows measurements for liquids with high viscosity, since the action of electrical forces in this case becomes predominant over all other forces acting upon the formation of a drop of liquid.
00
5five
00
5five
Кроме того, при реализации данного способа не вл етс принципиально необходимым гидростатическое поле становитс основным фактором, ответственным за формирование капли жидкости. Следовательно, данный способ и устройство, его реализующее , могут работать в услови х слабых гравитационных полей, вплоть до невесомости.In addition, when implementing this method, the hydrostatic field is not fundamentally necessary, it becomes the main factor responsible for the formation of a drop of liquid. Consequently, this method and device that implements it can work under conditions of weak gravitational fields, up to weightlessness.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904827349A SU1741020A1 (en) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | Method for determination of surface liquid tension |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU904827349A SU1741020A1 (en) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | Method for determination of surface liquid tension |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1741020A1 true SU1741020A1 (en) | 1992-06-15 |
Family
ID=21515346
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU904827349A SU1741020A1 (en) | 1990-05-21 | 1990-05-21 | Method for determination of surface liquid tension |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1741020A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015128844A1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | Stellenbosch University | A method and system for measuring surface tension |
RU2574328C1 (en) * | 2014-07-22 | 2016-02-10 | Государственное бюджетное учреждение Республики Башкортостан "Научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений с опытно-экспериментальным производством Академии наук Республики Башкортостан" | Method to detect surface tension on liquid-liquid phase boundary |
-
1990
- 1990-05-21 SU SU904827349A patent/SU1741020A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Лабораторные работы и задачи по коллоидной химии/Под ред. Ю.Г.Фролова и А.С.Гродского. М.: Хими , 1986, с. 16. Авторское свидетельство СССР № 989386,кл. G 01 N 13/02,1981. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015128844A1 (en) * | 2014-02-28 | 2015-09-03 | Stellenbosch University | A method and system for measuring surface tension |
RU2574328C1 (en) * | 2014-07-22 | 2016-02-10 | Государственное бюджетное учреждение Республики Башкортостан "Научно-исследовательский технологический институт гербицидов и регуляторов роста растений с опытно-экспериментальным производством Академии наук Республики Башкортостан" | Method to detect surface tension on liquid-liquid phase boundary |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Ubbelohde | The principle of the suspended level: applications to the measurement of viscosity and other properties of liquids | |
Charles et al. | The coalescence of liquid drops with flat liquid/liquid interfaces | |
White | A study of lipid bilayer membrane stability using precise measurements of specific capacitance | |
US3814522A (en) | Specimen tube for microscopic examination | |
CA2136088A1 (en) | Apparatus for Drawing Fluid Sample, Components Thereof, and a Slide Assembly for Use Therewith | |
SU1741020A1 (en) | Method for determination of surface liquid tension | |
Bulkley | Viscous flow and surface films | |
Schauenstein et al. | The micro-membrane-fluorescence test: A new semiautomated technique based on the microtiter® system | |
DE2709698A1 (en) | Fluid density, surface tension and viscosity measurement - using ultrasonic suspension of drop at pressure node and adjusting transmitter compensation voltage | |
US4437337A (en) | Viscoelastometer | |
US2380679A (en) | Apparatus for testing the foaming characteristics of liquids | |
US2748074A (en) | Electrophoretic microcell | |
US3977598A (en) | Centrifuge tube | |
US3741726A (en) | Apparatus for collecting and dispensing liquids and for particle counting | |
US4569226A (en) | Automated interfacial tensiometer | |
Pfund et al. | Surface-tension measurements of viscous liquids | |
Sauer et al. | Static and dynamic interfacial tensions of a phospholipid monolayer at the oil/water interface: dipalmitoylphosphatidylcholine at heptane/water | |
Kobayashi et al. | End effect in a coaxial cylindrical viscometer | |
Chatenay et al. | MEASUREMENTOF LOW INTERFACIALTENSION, COMPARISONBETWEENALIGHTSCATTERINGTECHNIQUEAND THESPINNING DROP TECHNIQUE | |
Mansfield | The spontaneous emulsification of mixtures of oleic acid and paraffin oil in alkaline solutions | |
US2401053A (en) | Measurement of surface tension | |
US2067430A (en) | Viscometer | |
Lucas | On the Relation between the Electric Disturbance in Muscle and the Propagation of the Excited State | |
SU1656438A1 (en) | Device for examining liquid media | |
Dubey et al. | Investigation of soft and living matter using a micro-extensional rheometer |