Dyfais fesur tyndra arwyneb awtomatig – Cymwysiadau:

Y Tensiwn arwynebol Mae tensiwn arwyneb hylif yn faint ffisegol allweddol sy'n nodweddu ymddygiad hylifau ar ryngwynebau. Mae pennu'r maint hwn yn fanwl gywir yn bwysig mewn nifer o gymwysiadau gwyddonol a diwydiannol.

Hwn Offeryn mesur tyndra wyneb plât Wilhelmy awtomatig, hefyd Tensiomedr Plât Wilhelmy a elwir yn, yn galluogi mesur meintiol o densiwn arwyneb yn seiliedig ar wahanol egwyddorion ffisegol. Disgrifir dulliau profi cyffredin yn fanwl isod.

1. Dull Wilhelmy-Platten:

Mae'r dull hwn yn seiliedig ar fesur y grym sy'n gweithredu ar blat tenau wedi'i beiriannu'n fanwl, sydd wedi'i drochi'n fertigol yn y hylif. Mae'r plat wedi'i beiriannu'n fanwl wedi'i osod fel bod ei ymyl isaf yn cyffwrdd â wyneb yr hylif. Y grym sy'n gweithredu ar y plât (F) yw swm pwysau'r plât (F_g) a'r grym oherwydd tensiwn arwyneb (F_{gamma}).

Mae'r grym (F_{gamma}) yn gymesur â'r tensiwn arwyneb (gamma) a pherimedr gwlyb y plât (P):

                        [ F_{gamma} = gamma \cdot P \cdot \cos(theta) ]

lle mae (theta) yn ongl gyswllt rhwng y hylif a'r plât. Ar gyfer plât sydd wedi'i wlychu'n llwyr (delfrydol, (theta = 0°), (cos(theta) = 1)), mae'r hafaliad yn symleiddio i:

                        [ F_{gamma} = gamma \cdot P ]

Mae'r mesurydd tensiwn arwyneb yn mesur y grym cyflawn (F), a gellir cyfrifo'r tensiwn arwyneb drwy ystyried pwysau'r plât:

                        [ gamma = \frac{F - F_g}{P} ]

Gweithdrefn profi:

1. Caiff y plât Wilhelmy ei lanhau'n ofalus i atal unrhyw halogiad a allai effeithio ar yr ongl gyswllt.
2. Mae'r mesurydd tensiwn arwyneb yn cael ei graddnodi.
3. Rhoddir y sampl hylifol mewn cynhwysydd addas a dod ag ef i dymheredd sefydlog.
4. Caiff y plât ei ostwng yn araf nes iddo gyffwrdd â wyneb y hylif. Caiff y broses trochi ei rheoli'n fanwl gywir i leihau dirgryniadau.
5. Mae'r ddyfais fesur yn cofnodi'r grym mwyaf sy'n gweithredu ar yr wyneb pan fydd y plât wedi'i drochi neu mewn cyflwr statig.
6. Caiff tensiwn arwyneb ei gyfrifo gan ddefnyddio'r grym a fesurwyd a pherimedr gwlyb y plât.
7. Fel arfer, caiff y mesuriad ei ailadrodd sawl gwaith i sicrhau atgynhyrchedd.

2. Y dull Du-Noüy-Ring:

Mae'r dull hwn yn mesur y grym sydd ei angen i blygu un tenau Modrwy blatinwm wedi'i grefftio'n fanwl i'w godi oddi ar arwyneb y hylif. Mae'r grym mwyaf (F) sydd ei angen i rwygo'r fodrwy yn gymesur â'r tyndra arwyneb (gamma) a chylchdro'r fodrwy (L):

                        [ F = 2πRγ·f ]

lle (R) yw radiws y fodrwy a (f) yw ffactor cywiro sy'n dibynnu ar geometreg y fodrwy a phriodweddau'r hylif (e.e. trwch y fodrwy a chyfaint yr hylif a ddisodlwyd).

Gweithdrefn profi:

1. Caiff modrwy Du-Noüy ei glanhau'n ofalus ac mae unrhyw amhureddau'n cael eu tynnu.
2. Mae'r mesurydd tensiwn arwyneb yn cael ei graddnodi.
3. Rhoddir y sampl hylifol mewn cynhwysydd addas a'i ddwyn i'r tymheredd gofynnol.
4. Caiff y cylch ei drochi yn y hylif ac yna ei godi'n araf eto.
5. Mae'r ddyfais fesur yn cofnodi'r grym mwyaf sydd ei angen i godi'r fodrwy oddi ar yr wyneb.
6. Caiff tensiwn arwyneb ei gyfrifo gan ystyried radiws y fodrwy a'r ffactor cywiro. Gellir pennu'r ffactor cywiro gan ddefnyddio tablau neu ddulliau rhifiadol.
7. Cynhelir y mesuriad sawl gwaith i sicrhau dibynadwyedd ystadegol.

Dadansoddiad o'r canlyniadau mesur:

Mae dadansoddiadau gwyddonol yn cynnwys gwerthuso ystadegol mesuriadau wedi'u hailadrodd, amcangyfrif gwallau ac ystyried ffactorau dylanwadol fel tymheredd a halogion. Gellir defnyddio'r canlyniadau i nodweddu hylifau, i ymchwilio i ffenomenau rhyngwyneb neu ar gyfer rheoli ansawdd mewn prosesau diwydiannol.

Y proffesiynol hwn Tensiomedrau arwyneb awtomatig mae ar gael gyda naill ai modrwy Du-Noüy wedi'i pheiriannu'n fanwl a gyda plat Wilhelmy wedi'i beiriannu'n fanwl ar gael. Y Dull Du-Noüy-Ring sy'n ddelfrydol fel dull profi cyffredinol, a'r Dull prawf Wilhelmy yn cynnig ychydig mwy o gywirdeb mesur o'i gymharu.