ВИМІРЮВАННЯ ПОВЕРХНЕВОГО НАТЯГУ РІДИН МЕТОДОМ ГАЗОВОГО СТРУМЕНЯ

Анотація

Об’єктом дослідження є фізико-хімічний процес впливу вільного газового струменя на параметри меніска поверхні рідини в залежності від значення поверхневого натягу рідини. Наведено огляд ряду існуючих методів і засобів визначення поверхневого натягу рідини та встановлено їх недоліки при застосуванні у виробничих умовах. Показано зв’язок геометричних параметрів меніска поверхні рідини з поверхневим натягом. Запропоновано метод вільного газового струменя на поверхню рідини для утвореного меніска. Визначено залежності для величини швидкості газового потоку у різних точках вільного газового струменя, який виходить із циліндричного сопла, що дозволяє визначати розподіл динамічного тиску в точках поверхні утвореного меніска. Встановлені таким чином значення тиску застосовуються для розрахунку кривизни поверхні меніска в цій точці, застосовуючи відомі методи розрахунку капілярних поверхонь, а, значить, для визначення поверхневого натягу. Враховуючи, що розраховані теоретично профілі висячої краплі чи витягнутого пухирця є ідентичними, і відрізняються розташуванням омбілічної точки, встановлено умови, при яких можна застосовувати методику визначення поверхневого натягу рідини при дії вільного газового струменя аналогічно, як для висячої краплі. Для експериментального дослідження профілю меніска розроблено структурну схему пристрою для визначення поверхневого натягу за методом вільного газового струменя, на основі якої виготовлено діючий експериментальний макет. Під дією тиску газового струменя на поверхні рідини створюється меніск, форму якого спостерігають за допомогою цифрового мікроскопа. Інформація з цифрового мікроскопа поступає на персональний комп’ютер, який буде обробляти цю інформацію за розробленим алгоритмом. Отримані результати перших експериментальних досліджень підтверджують припущення про використання пропонованого методу для визначення поверхневого натягу рідини. Отримані результати показують очевидну залежність геометричних параметрів меніска рідин під дією повітряного струменя від величини поверхневого натягу рідин