Главная Обратная связь Поможем написать вашу работу!

Дисциплины:

Архитектура (936)
Биология (6393)
География (744)
История (25)
Компьютеры (1497)
Кулинария (2184)
Культура (3938)
Литература (5778)
Математика (5918)
Медицина (9278)
Механика (2776)
Образование (13883)
Политика (26404)
Правоведение (321)
Психология (56518)
Религия (1833)
Социология (23400)
Спорт (2350)
Строительство (17942)
Технология (5741)
Транспорт (14634)
Физика (1043)
Философия (440)
Финансы (17336)
Химия (4931)
Экология (6055)
Экономика (9200)
Электроника (7621)






Измерение объемного поверхностного модуля – краткое теоретическое описание



Теоретические основы измерения поверхностных реологических свойств достаточно хорошо устоялись (1,2). Анализ объемной упругости и вязкости поверхностей был рассмотрен Лукассеном-Рейндерсом (Lucassen-Reynders) (3). Исходя из этого, ниже приводится необходимые теоретические предпосылки для методов, использованных в этой работе. Упругость поверхности, E, выводится из определения Гиббса,

[18]

-где γ –поверхностное натяжение, а A это площадь поверхности. Термин упругость поверхности означает, что E это свойство истинно упругих поверхностей. Однако, на самом деле, многие поверхности содержат как упругие, так и вязкие компоненты, и термин «объемный модуль поверхности» используется для описания этого более распространенного случая. Доля упругих и вязких компонентов зависит от различных типов релаксационных процессов, происходящих в поверхностном слое и от взаимодействия поверхности с окружающей средой, т.е. наливной жидкостью. Таким образом, равновесная (Gibbs) упругость поверхности, E0, будет обычно отличаться от E. Объемная вязкость поверхности ηd, определяется уравнением

[19]

-где Dγ разность величин поверхностного натяжения постоянно (логарифмически) расширяющейся поверхности и равновесной поверхности. Параметр ηd будет отражать только истинно ньютоновские типы вязкости поверхности, когда упругость равна нулю. Для других случаев, объемный модуль сложной поверхности может быть записан следующим образом

[20]

-где DE' это модуль сохранения, а E'' – модуль потери. Модуль сохранения будет равен истинной величине компонента упругости, а E'' - пропорционален компоненту вязкости. В эксперименте с осцилляцией площадь поверхности меняется со временем, t, в соответствии с функций

[21]

- где ω это угловая скорость. В этом случае модуль потери будет равен

E'' = ωηd [22]

а E’ будет равен E0, где ω→0. Объемная вязкость поверхности, ηd, таким образом, соответствует динамической вязкости, η'=G''/ω, в условиях обычного (сплошного) реологического эксперимента с осцилляцией (G" это модуль сплошной потери (bulk loss modulus). Подразумевается, что амплитуда изменения площади поверхности достаточно мала, чтобы обеспечить проведение эксперимента в линейном,



 

вязкоупругом режиме. Вышеприведенный анализ можно использовать в таких экспериментах, как поверхностные волны и колеблющиеся капли и пузырьки. Для колеблющихся пузырьков, мы изменяем площадь поверхности в соответствии с уравнением [21] путем генерации процесса пульсации объема пузырька в режиме синусоиды. При условии, что изменения объема невелики, это должно вызывать соответствующие синусоидальные изменения в площади поверхности пузырька:

[23]

где Aa - это амплитуда изменения площади, а A0 - площадь равновесной поверхности. Отклик в виде изменения поверхностного натяжения можно, в этом случае, выразить следующей функцией

[24]

- где γ a это измеренная амплитуда, γ 0 - это равновесное поверхностное натяжение, а δ – это фазовый угол. Поэтому уравнение [24] можно записать

[25]

Воспользовавшись уравнением [18] для E*, мы видим, что объемный модуль сложной поверхности можно выразить как

[26]

где

=[27]

Модуль потери E'' отражает сочетание внутреннего процесса релаксации и релаксации, вызванной переносом вещества между поверхностью и основным объемом вещества. Последний случай будет особенно важен для растворимых монослойных образований и в неравновесных ситуациях, и будет особенно преобладать на более низких частотах из-за фактора времени, связанного с процессом диффузии. Было предложено несколько теорий, который описывают последний процесс (2,3), и прогнозируют, что в это случае фазовый угол, δ , будет 45˚, а упругость будет стремиться к нулю при низких частотах (3). Заинтересованные читатели могут обратиться к вышеуказанной литературе для более детального обсуждения этого вопроса.



Часто функция отклика, уравнение [24], выводится из экспериментальных данных с помощью преобразования Фурье. Преобразованная временная функция в идеале должна содержать основной гармонический элемент, однако, шум в экспериментальных данных также обычно вызывает высокий уровень гармоник, что может осложнить анализ.

Также важно будет рассмотреть проблему границ. Еще одним методом анализа является возможность подогнать уравнение [24] напрямую под экспериментальные данные. С помощью нелинейной процедуры подбора кривой можно получить устойчиво последовательные результаты даже на основе шумных данных; тем не менее, необходимо пользоваться хорошими исходными аналитическими данными для того, чтобы эта стратегия была успешной. Такие параметры можно получить, подвергая данные надлежащему предварительному анализу. Для нулевых величин (А0, γ 0) можно использовать среднеарифметические данные, а амплитуды (Aа γа ) можно рассчитать на основе стандартных отклонений, если учесть, что для синусной функции

[28]

- где yi это экспериментальные данные, а N – число измерений. Частоту и фазовый угол, актуальные для времени начала измерений, можно рассчитать простым подсчетом точек ниже и выше среднего значения в каждом периоде. Пользуясь этими исходными значениями в процедуре нелинейного подбора кривых методом наименьшего квадрата, обычно достаточно удачно согласовать синусную функцию с экспериментальными данными. Следует подчеркнуть, что этот метод для определения объемного модуля поверхности основан только на анализе графического изображения капли, и что не требуется, как в ранее опубликованных методиках, дополнительно проводить измерения капиллярного давления. И это так, потому что поверхностное натяжение определяется на основе формы пузырька (вместе с его размером), а форма может измениться в результате изменения поверхностного давления даже при постоянной площади поверхности.



Справочная литература

1. Edwards, D.A., Brenner, H., and Wasan, D.T., «Interfacial Transport Processes and Rheology»(Межфазовый транспорт, процессы и реология), Butterworths-Heinemann Publishers, 1991.

2. Dhukin, S.S., Kretzschmar, G., and Miller, R., «Dynamics of Adsorption at Liquid Interfaces»(Динамика адсорбции на границах жидкостей), Elsevier, 1995.

3. Lucassen-Reynders, E.H., «Surface Elasticity and Viscosity in Compression/Dilation»(Поверхностная упругость и вязкость при сжатии / расширении), 173 (1991)..---

 


ПРИЛОЖЕНИЕ 2

УСТАНОВКА

Для установки программы DROPimage на жесткий диск, запустите файл setup.exe с дистрибутивного диска. Программа инсталляции также скопирует иконку программы в любую программную группу по вашему выбору. Для установки рекомендуется использовать директорию c:\ramehart\DropImg. В противном случае, директории по умолчанию в файле DROP.INI, а также в файле методик и параметров будут ошибочны, и их придется переписывать до начала работы с программой.

Файл драйвера DISPENSX.DLL для внешнего дозатора для системы Ramé-Hart включен в программу. Если будет использован другой дозатор, следует установить соответствующий драйвер дозатора заменой файла .DLL file на новый, с сохранением прежнего имени.

При установке демонстрационной версии DROPimage и/или установке ее на ПК, где нет предустановленной программы Rame-Hart Imaging 2001 software, вам также понадобится установить 2 файла фирмы Data Translation. Это OLFG32.DLL и OLIMG32.DLL. Эти файлы являются собственностью Data Translation, и их необходимо заказать, для того чтобы использовать устройство захвата изображения. Файлы должны находиться в директории windows\system, но они также будут работать, если их поместить в одну директорию с программой DROPimage.

Для удаления программы и ее файлов из-под Windows 95, выберите команду Add/remove programs (Добавить/удалить программы) в Control Panel(Панели управления), выберите иконку DROPimage и нажмите Add/remove programs(Добавить/удалить программы). Программа Uninstall(деинсталляция) не убирает те файлы, которые были созданы после того, как была установлена программа, например Method files(файл методик), параметрический файл (Parameter files), лог- файл (log-files) и т.д. Вам придется удалить эти файлы вручную.


Просмотров 342

Эта страница нарушает авторские права




allrefrs.ru - 2021 год. Все права принадлежат их авторам!