CC BY
13
ИЗВЕСТИЯ
ТОМСКОГО ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ПОЛИТЕХНИЧЕСКОГО
ИНСТИТУТА им. С. М. КИРОВА
Тем 151
1966
К ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПОВЕРХНОСТНОГО НАТЯЖЕНИЯ ЖИДКОСТЕЙ ПО ФОРМЕ ЛЕЖАЧИХ КАПЕЛЬ (ПУЗЫРЬКОВ)
(Представлена научно-методическим семинаром химико-технологического факультета)
Для бесконтактного определения поверхностного натяжения а различных вязких жидкостей, например, расплавленных металлов, сплавов, силикатов, а также смол, масел и растворов поверхностно-активных веществ обычно рекомендуется использование равновесных форм образуемых ими больших лежачих капель или полостей (пу* зырьков), обладающих осевой симметрией. Эта рекомендация, содержащаяся в большинстве публикаций [1, 2], была теоретически обоснована [3] тем, что в случае больших капель, экваториальный диаметр которых превышает ординату экватора более чем в четыре раза, величину последней удается измерить значительно точнее и тем самым повысить точность определения а. Использование больших капель, однако, сопряжено с рядом экспериментальных трудностей и почти неизбежными искажениями их формы при фотографировании [4]. В связи с этим представлялось рациональным использовать для измерений малые капли и пузырьки, а форму их оценивать по способу Андреса, Хаузера и Тукера [5], предложенному ранее для случая висячих ка^ пель. Для составления соответствующих таблиц VII и VIII1) были использованы результаты численного решения уравнения Лапласа [7], проведенного Башфортом и Адамсом [8].
Методика определения а поясняется рис. 1, на котором схематически изображена форма меридионального сечения малой капли. Измеряя на негативе фотоснимка диаметр экватора de и диаметр сече-* ния ds, проведенного на выбранном уровне К, можно из отношения S=djde и 'соответствующей кривой (5, р) на рис. 2 или значительно точнее табл. VIII оценить величиной р форму данной капли [7, 8].
Значение а вычисляется по соотношению
где ¿Л и Д> — плотности граничащих фаз, g — ускорение силы тяжести, Ь — радиус кривизны поверхности капли в ее вершине. Значение Ь находится в виде частного от деления истинной величины диа-
метра экватора de на удвоенную величину , содержащуюся в
табл. VII для данного ß.
J) Табл. VII и VIII являются продолжением опубликованных ранее табл. II и III для висячих капель [6]. В вычислениях, связанных с составлением табл. VII и VIII, принимала участие ннж. О. М. Коновалова.
В. И. МЕЛИК-ГАИКАЗЯН, В. В. ВОРОНЧИХИНА
(D, - D,) Ъ2 ß
à mm
1.0 S
0.9 08
0.7
0.6
V к'OA ~ " 0,50 0.2L-
л
JJL-
X u \o
/ |э S 1 le * 1 r> «.1
nju^
Jjïho
1.0
3.0
Рис. 2.
(Veo
Í.O
0,9 0.3 07
SlO ß
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0,0 1,0 0000 *9836 '9673 •9511 '9351 "9193 *9036 '8880 '8726 '8573
0,1 0,9 8421 8271 8122 7974 7828 7683 7539 7397 7255 7115
0,2 6976 6838 6701 6566 6432 6298 . 6166 6035 5905 5776
0,3 5648 5521 5395 5270 5147 5024 4901 4780 4660 4541
0,4 4422 4305 4188 4072 3957 3843 3730 3617 3505 3394
0,5 3283 3173 3064 2956 2848 2742 2635 2530 2425 2321
0,6 2217 2114 2012 1910 1809 1708 1608 1509 1411 1313
0,7 1215 1118 1022 0926 0831 0736 0642 0549 0456 0363
0,8 0271 0180 0089 '9998 " 9908 '9818 '9729 * 9640 '9552 '9464
0,9 0,8 9377 9290 9204 9118 9033 8948 8863 8779 8695 8612
1,0 8529 8447 8365 8283 8202 8121 8040 7960 7880 7801
1,1 7722 7644 7566 7488 7410 7333 7257 7180 7104 7028
1,2 6953 6878 6804 6729 6655 6581 6508 . 6435 6362 6290
1,3 6218 6146 6074 600Э 5932 5861 5791 5721 5651 5582
1,4 5513 5444 5376 5308 5240 5172 5Ю5 5038 4971 4904
1,5 4838 4772 4706 4641 4576 4511 4446 4381 4317 4253
1,6 4189 4125 4062 3999 3936 3874 3811 3749 3687 3625
1,7 3564 3503 3442 3381 3321 3261 3201 3141 3081 3022
1,8 2963 2905 2846 2788 ' 2729 2671 2613 2556 2498 2441
2383 2326 2270 2213 2157 2100 2044 1989 1933 1878
2,0 1822 1767 1713 1658 1604 1549 1495 1441 1388 1334
2,1 1280 1227 ■1174 1121 1068 1015 0963 0911 0859 0807
2,2 0755 0704 0653 0601 0550 0499 0449 0398 0348 0297
2,3 0247 019? 0148 0098 0049 '9999 '9950 9901 9852 '9803
2,4 0,7 9754 9706 9658 9609 9561 9513 9465 9418 9370 9323
2»5 9275 9228 9181 9135 9088 9041 8995 8949 8902 8856
2,6 8810 8764 8719 8673 8628 8582 8537 8492 8448 8403
2,7 8358 8314 8270 8225 8181 8137 8093 8050 8006 7963
2,8 7919 7876 7833 7790 7747 7704 7661 7619 7576 7534
2,9 7491 7449 7407 7365 7323 7281 7240 7198 7157 7115
Л 5 > Ь - 0, зо С1е
^ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
0,0 0,91 652 702 752 802 852 901 948 996 '043 '089
0,1 0,92 136 181 226 270 314 359 402 444 487 529
0,2 571 6И 652 692 733 773 811 849 888 926
0^3 964 *000 '037 '073 '110 146 '181 '216 '250 •285
о,4 0,93 320 353 387 420 454 487 519 551 582 614
0,5 646 676 706 737 767 797 826 855 884 913
0,6 942 970 998 *026 •054 '082 •109 •136 '163 190
0,7 0,94 217 243 269 295 321 347 372 397 423 448
0,8 473 497 521 546 570 594 617 641 664 688
0,9 711 734 756 779 801 824 846 868 889 911
1,0 933 954 975 997 *018 '039 '059 '080 •100 121
1,1 0,95 141 161 181 200 220 240 259 278 298 317
1,2 336 355 373 392 410 429 447 465 483 501
1,3 519 537 554 572 589 607 624 641 658 675
1,4 692 709 725 742 758 775 791 807 823 839
1,5 855 871 886 902 917 933 948 963 979 994
1,6 0,96 009 024 039 053 068 083 097 112 126 141
1,7 155 169 183 197 21*1 225 239 253 266 280
1,8 294 307 321 334 348 361 374 387 401 414
1,9 427 440 453 465 478 491 503 516 528 541
2,0 553 565 577 590 602 614 626 638 650 662
2,1 674 686 697 709 720 732 743 755 766 778
2,2 789 800 811 822 833 844 8 55 866 876 887
2,3 898 909 920 930 941 952 962 973 983 994
2,4 0,97 004 014 024 034 044 054 064 074 084 094
2,5 104 114 123 133 142 152 162 171 181 190
2,6 200 209 218 228 237 246 255 264 274 283
2,7 292 301 310 319 328 337 345 354 363 372
2,8 381 390 398 407 415 424 432 441 449 458
2,9 466 474 482 491 499 507 515 523 532 540
Известия ТПИ, т. 151.
£ ; Л = 50
ЛУ5 0 1 2 3 4 5 6 7 8 | 9
0,0 1,00 000 '999 '999 '998 '996 •994 991 '988 984 '980
0,1 0,99 976 971 966 960 954 948 941 934 92? 919
0,2 911 903 894 865 875 867 857 837 327
0,3 816 805 793 782 770 759 746 734 721 709
0,4 696 682 669 655 642 628 613 598 564 569
0,5 , 554 539 523 508 492 477 461 445 429 413
0,6 397 380 364 347 331 314 297 279 232 244
0,7 227 209 191 173 155 137 119 100 082 063
0,8 045 026 007 •989 '970 "951 932 '9-12 '873
0,9 0,98 854 634 814 795 775 755 735 715 694 674
1,0 654 634 613 593 572 552 531 5Ю 490 469
1,1 448 427 406 385 364 343 322 300 279 257
1,2 236 214 193 171 150 128 106 084 063 0*1
1,3 019 '997 '975 '952 '930 *908 •886 863 •841 '818
1,4 0,97 796 773 751 728 706 683 660 637 615 592
1 »5 569 546 523 500 477 454 431 408 385 362
1*6 339 316 293 269 246 223 200 176 153 "29
1,7 106 082 059 035 012 '988 '964 "940 •917 •393
1,8 0,% 869 845 821 797 773 749 725 701 676 652
1,9 628 604 579 555 530 506 481 457 432 408
2,0 383 358 334 309 285 260 235 211 186 162
2,1 137 112 088 063 039 014 989 ■964 '939 '914
2*2 0,95 889 864 839 814 789 764 739 714 689 664
2,3 639 614 589 563 538 513 488 462 437 411
2,4 386 360 335 309 284 258 232 207 181 156
2,5 130 104 078 053 027 001 •975 '949 •924 •898
2,6 0,94 872 846 820 795 769 743 717 691 665 639
2,7 613 587 561 534 508 482 456 430 403 377
2,8 351 325 298 272 245 219 193 166 140 113
2,9 087 060 034 007 *981 •954 927 900 '874 •847
ЛИТЕРАТУРА
1. В. S. Ellefsona. N. W. Taylor. J. Am. Ceram. Soc., 21, № 6, 193, 1938.
2. D. W. White. Trans. Am. Soc. Met., 55, p. II, 757, 1962.
3. E. W. Dismuks. J. Phys. Chem., 63, № 2, 312, 1959.
4. C. Kemball. Trans. Faraday Soc., 42, p. 6, 7, 526, 1946.
5. J. M. Andreas, E. A. Hauser, W. B. Tucker, J. Phys. Chem., 42, 1001,
1938.
6. В. И. Мелик-Гайказян. Изв. ТПИ, т. 136, 1965.
7. Н. К. Адам. Физика и химия поверхностей. ОГИЗ, М. 1947.
8. F. В ash forth а. I. С. Adams. Copillary Action, Cambridge, University Press, 1883.
