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流體型滅火劑表面張力測量中的誤差分析
來源:上海謂載科技有限公司 瀏覽 1320 次 發(fā)布時間:2021-06-22
表面張力儀、界面張力儀廠家介紹泡沫滅火劑、水系滅火劑等流體型滅火劑產(chǎn)品表面張力測量方法以及測量過程中容易出現(xiàn)的各種誤差,對其產(chǎn)生的原因進(jìn)行分析。可通過恒溫水域或低溫試驗(yàn)槽等控溫裝置確保測量溫度在合理的范圍內(nèi),盡量減小溫度造成的測量誤差。應(yīng)保證測量中泡沫溶液質(zhì)量分?jǐn)?shù)的精確性;在測量時要注意保持銷金環(huán)的菰度和水平度,鉗全環(huán)使用后應(yīng)注意清洗并高溫灼燒。
1、表面張力的測量
液體表面張力的測定方法分靜力學(xué)法和動力學(xué)法。靜力學(xué)法有毛細(xì)管上升法、du Nouy環(huán)法、Wilhelmy盤法法等,動力學(xué)法有震蕩射流法、毛細(xì)管波法等.迄今為止,實(shí)際生產(chǎn)中多采用靜力學(xué)測定方法。而在消防科技領(lǐng)域中,最常用來測量流體滅火劑產(chǎn)品表面張力的方法是吊環(huán)法,即duNoiiy環(huán)法。吊環(huán)法是一種直接測定被測液體表面張力,不需提供基準(zhǔn)物質(zhì)表面張力的方法。因而具有精度較高、操作簡便、結(jié)果直接等特點(diǎn)。吊環(huán)法測量原理。
如圖1所示,將一個用直徑為2r由鈕絲制成的內(nèi)徑為2R'的圓環(huán)平置于液面,當(dāng)圓環(huán)被向上緩慢提起時,在請修科孕與技術(shù)2013年3月第32卷第3期圓環(huán)的內(nèi)外表面會形成與環(huán)表面相垂直的液膜,內(nèi)外液膜表面張力的合力豎直向下與拉力平衡。當(dāng)液膜被切斷的瞬間,設(shè)此時液體的表面張力為S總拉力與圓環(huán)重力的差為八則有式(1)。
f=2nR'a+2no{R'4-r)(1)
如果令R=R'+r,而且當(dāng)該伯絲足夠細(xì),與圓環(huán)的內(nèi)徑2R'相比,可以將其直徑2r忽略為零的話,則式(1)可以改寫為式(2)。
(2)
對于拉力f的測量,一般利用電阻應(yīng)變片來實(shí)現(xiàn)表面張力的非電量電測,提高實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和準(zhǔn)確度,并實(shí)現(xiàn)自動化測量,既利用吊環(huán)法并結(jié)合計算機(jī)實(shí)現(xiàn)自動化測量。
但是,由于液膜有一定的厚度,同時由于上拉環(huán)也將帶起若干液體,并且環(huán)的半徑和被拉起的液膜的半徑稍有不同,所以吊環(huán)法的精度稍低,但是應(yīng)用很方便,不僅可以測量氣一液界面的表面張力,也可以測量液一液界面張力。對于外力,可以使用螺旋秤或者傳感器測量,當(dāng)然圓環(huán)要相當(dāng)平整,通常用鉗或含10%錠的鉗制成。
2、測量中的誤差分析
筆者對流體型滅火劑產(chǎn)品表面張力測量過程中可能出現(xiàn)的幾種誤差進(jìn)行分析,并提出可供參考的避免誤差發(fā)生的方法。
2.1、溫度影響造成的誤差
溫度條件對于液體表面張力存在著很大的影響。大量試驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,液體的表面張力會隨著溫度的升高而降低。通過對一系列流體滅火劑產(chǎn)品,包括不同配比的泡沫滅火劑(成膜型)、水系滅火劑等樣品進(jìn)行測試,可以清晰地從表1、表2中看出,溫度的變化對流體型滅火剤的表面張力存在一定程度的影響。