SU601602A1 - Устройство дл измерени поверхностного и межфазного нат жений на границе раздела двух сред - Google Patents

Description

Все перечиспеи1-ые виды приборов требуют вычисцитепьных операций, что весьма кеулобно и занимает значительную часть

,

Бремени.,. Это их основной недостаток. Другой недостаток заключаетс  в том, что они не допускают наблюдени  динамики изменени  поверхностного нат жени .

Цепью изобре1:епи   вл етс  упрощение и ускорение процесса измерений.

Дл  этого устройство содержит измерительный сосуд с неподвижным электродом, расположенным ниже уровн  границ раздела фаз, подвижный электрод, расположенный на механизме перемещени  соосно с сосудоМ; источник напр жени , к которому подключены оба электрода, токовый измерительный прибор, включенный последовательно с неподвижным электродом, и вольтметр, подключенный к источнику напр жени , причем измерительный сосуд снабжен крышкой с уплотнительными элементами.

Между электродами возникают силы электростатического взаимодействи , которые пропорциональны поверхностному нат жению жидкости. Измен   напр жение, измен ют силы взаимодействи . Повыша  плавно напр жение, увеличивают темсамым эти силы и, поскольку электрод над поверхностью раздела неподвижен, то жидкость под ним начинает прит гиватьс  к нему, образу  вспучивание. При этом можно достичь такой величины напр жени , когда произойдет разрьгБ поверхности вспучивани  Очевид1- 0- это произойдет, когда силы, элек ростатьческого взаимодействи  будут равны ситам поверхностного нат жени . Вольтметр , Ич х.зр ющий высоковольтное напр  е- UHi.., приложенное к электродам, покажет его величину, пропорционаг:ьную силам поверхностного (межфазного) нат жени  и можот быть отградуирован непосредственно в геличинах поверхностного нат жени .

На фиг. 1 представлена функциональна  схема устройства дл  измерени  поверхHf CTi .icro и межфазного нат жений:; на фиг. 2 конструкци  механической части прибора ,

Устройство дл  измерени  поверхностного и межфазного нат жени  представл ет собой измерительный сосуд 1,два электрода , неподвижный 2 и подвижный 3, распоЛ .женъ1ые над сосудом на механизме перемещени  4, которые подключены к клеммам источника высокого напр жени  5, к которым подсоединен вольтметр 6, выполн ющий роль прибора отсчета. Эту же ропь рьшопн ет и масштабна  линейка 7 механизма перемеи.ени  4. Последовательно с электродом 2 включен токовый прибор 8, который

обеспечивает регистрацию момент;а разрыва поверхности жидкости.

Измеригельиыйсосуд 1 (фиг. 2)совстроенным электродом 2 закрыт уплотненной прокладками крышкой 9, сквозь которую проходит подвижный электрод 3. По оси электрода расположен подвижный штырь 10, калиброванный по длине , т.е. от нижней части электрода до выступающего конца строго определенна  длина, например, 5 мм. Этот штырь может убиратьс  в тело электрода . Пижн   часть 11 электрода 3 выполнна съемной, так, что между ней и телом электрода размещаетс  уплотнитепьна  прокладка . Сосуд 1 помещаетс  в держатель 12, фиксируюший на кронштейне 13 из изол ционного материала винтом 14, а к плате 15 - защелкой 16. Кронштейн 13 может поворачиватьс  на 18О вокруг своей осевой линии на Т-об разном выступе, закрепленном под кольцами 17 к ползуну 18. Последний может перемещатьс  вертикально-в направл ющих 19, закрепленных на кожухе 20. На ползуне 18 укреплена зубчата  рейка 21, наход ща с  в зацеплении с шестерней 22, на оси 23 которой надета ручка 24 со стрелкой.

Положение рейки 21, а следовательно, и электрода 3 фиксируетс  зажимом 25, управл емом р чкой 26.

Измерение поверхностного нат жени  жидкости провод т следующим образом. В кювету 1 заливают до некоторого уровн  исследуемую жидкость. Враща  ручку 24, опускают электрод 3 до тех пор, пока штырь 10 своим выдвинутым нижним концом не прикоснетс  к поверхности жидкости . Штырь 10 ввод т в глубь электрода. Такой прием позвол ет при многократных замерах устанавливать одно и то же рассто ние , что весьма важно, так как сила взаимодействи  обратно пропорциональна квадрату рассто ни  между зар женными телами. Кроме того, дл  данного рассто ни  калибруют вольтметр непосредственно в единицах поверхностного нат жени .

Установив рассто ние, включают источник высокого напр жени  5 и повышают напр жени . На поверхности жидкости возникает вспучивание и при определенной величине напр жени  происходит разрыв вершины вспучивани . В этот момент прекращают повышение напр жени , фиксируют его величину и по. калибровочным графикам определ ют поверхностное нат жение, а если вольтметр калиброван, то считывают показани  со шкалы. Если сосуд и жидкость непрозрачны, то о разрыве вершины суд т по отклонению (броску) стрелки токового

прибора 8, включенного последовательно с одним из электродов.

Измерение межфазного нат жени  двух: несмешивающихс  жидкостей производитс  следующим образом. В кювету заливают

первую жидкость и устанавливают электрод 3 на заданное рассто ние от поверхности жидкости с поыошью штыр  10, как сказано выше. После подн ти  штыр  10 заливают вторую жидкостную фазу. Включив источник высокого напр жени  5, поднимают напр жение до наступлени  разрыва вершины вспучивани  границы раздела фаз, момент которого определ ют по отклонению стрелки токового прибора 8. При подготовке пробы следует обращать вниь/ание на то что верхн   фаза всегда должна иметь меншую проводимость, чем нижн  . Однако, не всегда возможно обеспечить такое расположение , так как 4&за, которую следовало расположить внизу,может иметь меньшую плотность и при наполнении сосуда всплывает навер поэтому в приборе предусмотрен поворот сосуда на кронштейне 13 на 180°, таким образом, обеспечитс  положение неподвиж- ного электрода 2 в фазе с высокой проводимостью , а подвижного 3 - в фазе с низкой . Так, например, при системе нефтьвода - нефть легче воды и ик-;еет большее объемное сопротивление. Электрод 3 располагают в нефти. Если же вода  вл етс  бидистилл том, т. е. с объемным сопротивлением , значительно более выcoки ; чем у «ефти, то электрод 3 располагают внизу, путем поворота сосуда 1 на 180 . Именно это определ ет наличие угшотншокщх элеметов в крышке 9 сосуда и в нижней части электрода 3.

Использование устройства дл  измерени  поверхностного и межфазного нат жений позвол ет значительно упростить процесс измерени , который сводитс  лишь к приготовлению пробы и регистрации результата на шкале прибора, исключив операции вычислени  п

формулам, как это требуетс  с суш,ествующими приборами. Кроме того, это устройст во дает возможность наблюдать процесс изменени  поверхностного нат жени  в динамике , поскольку измерение можно вести с интервалом 3-5 сек. Нар ду с этим, это устройство позвол ет вести замеры поверхностного и межфазного нат жений в закры тых непрозрачных сосудах и непрозрачных жидкост х, так как фиксаци  разрыва вершины вспучивани  происходит по отклонению стрелки токового прибора 8. И, кроме того, в этом устройстве заложены возможности автоматизации процессов измерений.

Claims (1)

1. Эмульсии. Под ред. Абрамзона А. А, М., Хими , 1972, с. 165-168.

Е- 7

г

1риг. 1