Алгоритм визначення динамічного поверхневог натягу методом пульсуючого меніска

Abstract

Шляхом математичного моделювання квазістатики капілярних поверхонь типу лежача крапля отримана методологічна база дослідження поверхнево-активних речовин за динамікою поверхневого натягу методом пульсуючого меніска. Сутність методу полягає в тому, що, шляхом прямої і зворотної подачі газу у меніск, реалізується процес пульсації меніска в околі максимального тиску в ньому, значення якого однозначно визначає поверхневий натяг на кожному циклі. Ефект полягає в тому, що меніск, при кожному циклі вимірювання, не захлопується після моменту досягнення максимального тиску у ньому, а переходить у новий стійкий стан рівноваги, тобто процес адсорбції поверхнево-активних речовин не припиняється. Завдяки цьому запропонований метод відповідає точності вимірювання поверхневого натягу за методом максимального тиску у бульбашці і оперативності методу лежачої краплі. Можливість реалізації запропонованого методу теоретично обґрунтовано шляхом розробки математичної моделі процесу пульсації меніска в околі максимального тиску у ньому в системі замкнутій відносно кількості газової фази. На основі теоретичних досліджень результатів моделювання запропоновано структурну схему і розроблено алгоритм процесувизначення динамічних характеристик поверхневого натягу.

By mathematical modeling of quasi-statics of capillary surfaces of the lying drop type, the methodological basis for the study of surfactants on the dynamics of surface tension by the method of pulsating meniscus was obtained. The essence of the method is that, by direct and reverse supply of gas to the meniscus, the process of pulsation of the meniscus in the vicinity of the maximum pressure in it, the value of which uniquely determines the surface tension on each cycle. The effect is that the meniscus, with each measurement cycle, does not close after reaching the maximum pressure in it, but goes into a new steady state of equilibrium, ie the process of adsorption of surfactants does not stop. Due to this, the proposed method corresponds to the accuracy of measuring the surface tension by the method of maximum pressure in the bubble and the efficiency of the lying drop method. The possibility of implementing the proposed method is theoretically justified by developing a mathematical model of the process of pulsation of the meniscus in the vicinity of the maximum pressure in the system closed relative to the amount of gas phase. Based on theoretical studies of the simulation results, a block diagram is proposed and an algorithm for the process of determining the dynamic characteristics of surface tension is developed.