Патент на изобретение №2328722

(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ И ПЛОТНОСТИ ЖИДКОСТИ

(57) Реферат:

Способ определения поверхностного натяжения и плотности жидкости найдет применение в различных отраслях промышленности при определении качества проведения технологических процессов по значениям поверхностного натяжения и плотности веществ, например в химической, пищевой, нефтяной промышленности и др. Сущность изобретения заключается в том, что способ определения поверхностного натяжения и плотности жидкости включает подачу газа на вход газоподводящей трубки, погруженной на заданную глубину в контролируемую жидкость, и измерение максимального давления в трубке. Дополнительно измеряют количество пузырьков газа, поступивших в жидкость, и по величинам максимального давления в трубке и числу пузырьков газа судят о поверхностном натяжении и плотности контролируемой жидкости. Техническим результатом изобретения является повышение точности и расширение функциональных возможностей способа. 1 ил._ж – плотность жидкости, – плотность газа, g – ускорение свободного падения, не станет равной силе, возникающей вследствие адгезии пузырька, F=_жd₀sin, где – краевой угол смачивания, _ж – поверхностное натяжение жидкости, d₀ – диаметр трубки. В момент отрыва пузырька от газоподводящей трубки его диаметр при условии sin=1 равен

Количество пузырьков n, поступивших в жидкость, определяется отношением поданного в газоподводящую трубку 1 количества газа во ₀ от источника 4 к количеству газа _n, содержащегося в одном пузырьке. Так как

и

где – абсолютное давление в источнике питания, – абсолютное давление в пузырьке газа, V₀ – объем поданного газа, V_n – объем пузырька, R – газовая постоянная, Т₀ – температура поданного газа, T₁ – температура контролируемой жидкости, то n будет равно

При условии Т₀=T₁ и учитывая, что a уравнение (2) запишем в виде

Подставляя (1) в (3) и принимая , получим

В то же время избыточное давление Р_u в газоподводящей трубке определяется как

где Н – глубина погружения трубки в жидкость, P_a – избыточное давление над поверхностью жидкости.

Совместное решая уравнения (4) и (5), получим выражение для определения плотности по измеренным значениям Р_u и n в виде

Уравнение (6) при условии, что параметры d₀, g, P_a, V₀, H не изменяются в ходе измерений, принимает вид:

где _ж и _ж и формирует сигналы, поступающие на вход вторичного прибора 9.

При проведении измерений подача заданного количества газа в газоподводящую трубку 1 может осуществляться как импульсным, так и непрерывным способом. При импульсной подаче объем поданного газа V₀ является постоянным и не зависящим от времени, а при непрерывной подаче объем газа является функцией времени и находится как

где Q – объемный расход газа, t – время подачи газа.

Предложенный способ в отличие от способа, взятого за прототип, включает в себя измерение помимо максимального давления в пузырьке числа пузырьков газа, что позволяет определить плотность жидкости и повысить точность определения поверхностного натяжения за счет учета влияния плотности на результат измерения.

Формула изобретения

Способ определения поверхностного натяжения и плотности жидкости, согласно которому осуществляют подачу газа на вход газоподводящей трубки, погруженной на заданную глубину в контролируемую жидкость, и измеряют максимальное давление в трубке, отличающийся тем, что подают постоянное количество газа на вход газоподводящей трубки и дополнительно измеряют количество пузырьков газа, поступивших в жидкость, и по величинам максимального давления в трубке и числу пузырьков газа судят о поверхностном натяжении и плотности контролируемой жидкости.

РИСУНКИ