[go: up one dir, main page]

SU1377680A1 - Method of determining edge angle of wetting between liquids and solid bodies - Google Patents

Method of determining edge angle of wetting between liquids and solid bodies Download PDF

Info

Publication number
SU1377680A1
SU1377680A1 SU843813989A SU3813989A SU1377680A1 SU 1377680 A1 SU1377680 A1 SU 1377680A1 SU 843813989 A SU843813989 A SU 843813989A SU 3813989 A SU3813989 A SU 3813989A SU 1377680 A1 SU1377680 A1 SU 1377680A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
capillary
liquid
liquids
interface
pressure
Prior art date
Application number
SU843813989A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Юрий Вениаминович Первушин
Владимир Федорович Лапченко
Original Assignee
Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Донецкого Физико-Технического Института Ан Усср
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 Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Донецкого Физико-Технического Института Ан Усср filed Critical Специальное Конструкторско-Технологическое Бюро Донецкого Физико-Технического Института Ан Усср
Priority to SU843813989A priority Critical patent/SU1377680A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1377680A1 publication Critical patent/SU1377680A1/en

Links

Landscapes

  • Control Of Non-Electrical Variables (AREA)

Abstract

Изобретение относитс  к области определени  зико-химических параметров жидкостей и твердых тел, в частности к определению краевого уг ,па. между поверхностью твердого тела и мениском контактирующей с ним жидкости на границе с газовой средой путем наблюдени  за капилл рным эфг- фектом. Цель - повышение точности определени  краевого угла смачивани  между твердой поверхностью и несмачивающей ее жидкостью за счет исключени  погрешности измерени  геометрических размеров капилл ра.Способ включает определение давлени  в капилл ре на исследуемого материала. Жидкость пропускают через капилл р под действием гидростатического давлени  исследуемой жидкости. Фиксируют величины давлений в моменты потери устойчивости границы раздела фаз во входном и выходном сечени х капилл ра . По отношению давлений, пропорциональному отношению уровней жидкости , определ ют искомую величину. 3 ил. i (ЛThe invention relates to the field of determination of the optic-chemical parameters of liquids and solids, in particular to the determination of the regional angle, pa. between the surface of a solid and the meniscus of the liquid in contact with it at the interface with the gaseous medium by observing the capillary effect. The goal is to improve the accuracy of determining the wetting angle between a solid surface and a liquid that does not wet it by eliminating the error in measuring the geometric dimensions of the capillary. The method includes determining the pressure in the capillary on the material under study. The liquid is passed through the capillary under the action of the hydrostatic pressure of the test liquid. Values of pressures are recorded at the moments of loss of stability of the interface in the inlet and outlet sections of the capillary. The desired value is determined from the ratio of pressures, proportional to the ratio of liquid levels. 3 il. i (L

Description

со 1from 1

аbut

0000

Изобретение относитс  к определению физико-химических параметров жидкостей и твердых тел, в частности к определению краевого угла между поверхностью твердого тела и мениском контактирующей с ним жидкостью на границе с газовой фазой путем наблюдени  за капилл рным эффектом.The invention relates to the determination of the physicochemical parameters of liquids and solids, in particular to the determination of the contact angle between the surface of a solid and the meniscus and the liquid in contact with it at the boundary with the gas phase by observing the capillary effect.

Цель изобретени  - повьшение точности определени  краевого угла сма чивани  между твердой поверхностью и несмачивающей ее жидкостью за счет исключени  погрешности измерени  геометрических размеров капилт л ра.The purpose of the invention is to increase the accuracy of determining the wetting angle between a solid surface and a liquid that does not wet it by eliminating the error in measuring the geometric dimensions of a capillary cap.

На фиг.I изображено измерительное cтpoйcтвo; на 4иг.2 - формирование поверхности раздела фаз во входном сечении исследуемого капилл ра в процессе измерени ; на фиг. 3 - то же, выходное сечение.FIG. I shows a measuring structure; 4G.2 - formation of the interface in the inlet section of the capillary under study during the measurement; in fig. 3 - the same, the output section.

Способ осуществл етс  следующим образом.The method is carried out as follows.

В относительно широкий прозрачньш сосуд 1, установленный вертикально, с вмонтированным в его- нижнюю часть через уплотнитель 2 исследуемым капилл ром 3 через капельницу 4 медленно подают жидкость 5. По вление жидкости в выходном сечении капилл ра 3 фиксируют оптической системой 6.A relatively wide transparent vessel 1, installed vertically, with a test capillary 3 mounted inside its lower part through a seal 2, slowly pumps liquid 5 through a dropper 4. The appearance of a liquid in the exit section of the capillary 3 is fixed by an optical system 6.

,Во входном сечении капилл ра формируетс  выпукла  вниз поверхность раздела фаз. Предполага , что эта поверхность сферическа , что справедливо дл  тонких капилл ров, ее радиус кривизны будет равен Ri sinoi, где R, - радиус капилл ра; at - угол между горизонтальной плоскостью и. касательной к поверхности раздела в месте контакта жидкости со стенкой, причем oi В - г/2, где 9 - краевой угол смачивани ., In the inlet section of the capillary a downwardly convex surface forms. Assuming that this surface is spherical, which is true for thin capillaries, its radius of curvature will be equal to Ri sinoi, where R is the radius of the capillary; at is the angle between the horizontal plane and. tangent to the interface at the point of contact of the liquid with the wall, and oi B - g / 2, where 9 is the wetting angle.

По мере заполнени  сосуда жидкостью и увеличени  ее уровн  Ы возрастает гидростатическое давление жидкости на поверхности раздела фаз, при этом прогиб поверхности раздела будет увеличиватьс , пока не произойдет потер  ее устойчивости (при высоте ) и движение вниз до выходного сечени  капилл ра. Предельное условие устойчивости поверхности раздела:As the vessel is filled with liquid and its level increases, the hydrostatic pressure of the liquid at the interface increases, and the deflection of the interface will increase until it loses its stability (height) and moves down to the exit section of the capillary. The limiting condition for the stability of the interface:

. . Р, pgH, 2С. sincxl/K,,. . P, pgH, 2C. sincxl / K ,,

где б - коэффициент поверхностного нат жени  на границе жидкость - газ;where b is the surface tension coefficient at the liquid – gas interface;

р - плотность Исследуемой жидкости .p is the density of the investigated liquid.

В общем случае в выходном сечении капилл ра также образуетс  выпукла  вниз поверхность раздела фаз, кривизна которой уменьшаетс  при увеличении гидростатического давлени  в капилл ре при дальнейшем увеличении уровн  жидкости в сосуде вплоть до момента .потери,устойчивости и начала капельного истечени  жидкости при ее уровне в сосуде . Предельное условие равновеси  дл  этого случа In the general case, in the output section of the capillary, the interface of the phase also forms convexly downward, the curvature of which decreases with increasing hydrostatic pressure in the capillary with a further increase in the liquid level in the vessel until the moment of loss, stability and the beginning of the drip outflow of liquid at its level in the vessel . The ultimate equilibrium condition for this case

Р pgH,, 26/Е,-.Р pgH ,, 26 / Е, -.

Реша  систему уравнений относительно йб с учетом об 9 - г/2 по- луЧают выражение дл  величины краевого угла смачивани  через отношение давлений:Solving the system of equations for yb in view of about 9 - g / 2, we obtain the expression for the magnitude of the wetting angle through the pressure ratio:

PI sin об --PI sin about -

У  Have

PsHi Pshi

pgs;pgs;

илиor

00

COS 9COS 9

Н./Н,,.N. / N ,,.

В зависимости от степени смачива- ни  поверхности жидкостью, диаметра ti высоты исследуемого капилл ра при 0 й сследовании возможны следующие варианты .Depending on the degree of wetting of the surface with a liquid, the diameter ti of the height of the capillary under study at the 0th probe, the following options are possible.

1.При заполнении сосуда жидкостью последовательно происходит формирование поверхности раздела во входном1. When the vessel is filled with liquid, the formation of an interface in the inlet

5 сечении капилл ра, потер  устойчивости поверхности при и движение ее вниз по капилл ру до достижени  выходного сечени , стабилизаци  поверхности раздела, потер  устойчивос0 ти при начало капельного исте-, чени .5, the capillary section, the loss of surface stability with and its movement down the capillary until reaching the output section, the stabilization of the interface, the loss of stability at the beginning of the drip flow.

2.Стабилизаци  поверхности раздела в выходном сечении капилл ра не происходит, а начинаетс  капельное2. Stabilization of the interface in the exit section of the capillary does not occur, and drip begins

5 истечение, прекращающеес  без полного опорожнени  сосуда, с образованием поверхности раздела в выходном сечении. Производ т повторное заполнение сосуда и фиксируют , когда начинаетс  , капельное истечение.5 outflow, stopping without complete emptying of the vessel, with the formation of an interface in the outlet section. The vessel is refilled and the drip flow is recorded when it begins.

3. При ( происходит капельное истечение, заканчивающеес  полным опорожнением сосуда. Производ т замену капилл ра, уменьша  его высоту и 3. When (drip flow occurs, ending with complete emptying of the vessel. Replace the capillary, reducing its height and

2 диаметр, пока не реализуетс  вариант 1 или 2 и производ т измерение Н и Нг..2 diameter, until option 1 or 2 is realized and H and Hr are measured.

4. Образование поверхности раздела фаз вО входном сечении не проис-4. The formation of a phase boundary in the input section did not occur.

ходит. Угол 9 г/2. Способ не работоспособен .walks. Angle 9 g / 2. The method is not operational.

Положительный эффект от использовани  изобретени  достигаетс  за счет того, что в расчетное уравнение вход т всего две величины - уровни жидкости в сосуде, которые возможно измерить с высокой точностью. Погреш- HdcTb, св занна  с вли нием объема капилл ра на точность определени  давлени , может быть уменьшена хфи увеличении объемов сосуда 1 и капилл ра 3.The positive effect from the use of the invention is achieved due to the fact that only two quantities are included in the calculation equation - the levels of liquid in the vessel, which can be measured with high accuracy. The error of HdcTb associated with the effect of the volume of the capillary on the accuracy of pressure determination can be reduced by increasing the volume of vessel 1 and capillary 3.

Claims (1)

Формула из, обретени Formula of gain Способ определени  краевого угла .смачивани  между жидкост ми и твердыми телами, включающий определение давлени  в капилл ре из исследуемого материала, отличающий- с   тем, что, с целью повьшени  точности определени  при исследовании жидкостей, не смачивающих поверхность , за счет исключени  погрешности измерени  геометрических размеровThe method of determining the wetting angle between liquids and solids, including determining the pressure in the capillary from the material under study, characterized in that, in order to improve the accuracy of determination in the study of liquids that do not wet the surface, by eliminating the error in measuring geometric dimensions капилл ра, жидкость пропускают через капилл р под действием гидростатического давлени  исследуемой жидкости, фиксируют величины давлений в моменты потери устойчивости границы раздела фаз во входном и выходном сечени х капилл ра и по отношению давлений , пропорциональному отношению уровней жидкости определ ют искомую величину.the capillary, the liquid is passed through the capillary under the action of the hydrostatic pressure of the test liquid, the pressure values are recorded at the moments of loss of stability of the interface in the input and output sections of the capillary and the pressure value is proportional to the ratio of the liquid levels. ФигЛFy
SU843813989A 1984-10-09 1984-10-09 Method of determining edge angle of wetting between liquids and solid bodies SU1377680A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843813989A SU1377680A1 (en) 1984-10-09 1984-10-09 Method of determining edge angle of wetting between liquids and solid bodies

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU843813989A SU1377680A1 (en) 1984-10-09 1984-10-09 Method of determining edge angle of wetting between liquids and solid bodies

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1377680A1 true SU1377680A1 (en) 1988-02-28

Family

ID=21147307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU843813989A SU1377680A1 (en) 1984-10-09 1984-10-09 Method of determining edge angle of wetting between liquids and solid bodies

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1377680A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР № 418762, кл. G 01 К 13/02, 1971. Авторское .свидетельство СССР №450994, кл. G 01 N 13/02, 1972. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1377680A1 (en) Method of determining edge angle of wetting between liquids and solid bodies
US2860516A (en) Apparatus and method for measuring density
US3048037A (en) Tank gauging device
US3940991A (en) Barometer gas pressure measuring apparatus
JPH0634421A (en) Level gauge for evaporating and concentrating device
US2023196A (en) Hydrometer
Einfeldt et al. Theory of capillary viscometers taking into account surface tension effects
SU1087835A1 (en) Device for determination of maximum capillary pressure
SU1265548A1 (en) Device for estimating surface tension
RU2118803C1 (en) Atmospheric pressure gauge
SU1045081A1 (en) Liquid surface property measuring device
SU1068776A1 (en) Device for determination of inter-phase tension in liquid-liquid system
SU1096542A1 (en) Liquid surface property determination method
SU1038836A1 (en) Device for determination of material steam permeability and sorption capacity
SU720310A1 (en) Volumetric metering device
RU2130589C1 (en) Flow meter
SU961604A1 (en) Apparatus for simultaneous determination of water potential, humidity and non-saturated hydraulic conductivity in soil and dispersed grounds
SU911231A1 (en) Device for calibrating suspended particle disperse composition meters
JPS5924374B2 (en) Buoyancy measuring device
SU1374098A2 (en) Viscosity-measuring device
SU86591A1 (en) Liquid level indicator
SU1158901A1 (en) Device for measuring coefficient of gas diffusion in liquid
SU1286952A1 (en) Sedimentometer
SU693159A1 (en) Device for determining surface tension of liquids
SU1180700A1 (en) Rotameter