49. Проектирование мви вязкости жидкостей. Измерение вязкости с использованием капиллярных вискозиметров.

Измерение вязкости при помощи капиллярного вискозиметра основано на определении времени истечения через капилляр определенного сечения и длины некоторого объема жидкости при этом является важным ламинарное течение жидкости – понимается течение при котором жидкость или газ перемещается слоями без переливаниея и пульсации, без порядочных и быстрых изменений скорости и давления

Ламинарное неньютоновской жидкости через панелярную трубу, уравнение Пуазейля: , где k-постоянный коэффициент зависящий от единицы измерения входящий в уравнение величин; r-Радиус сечения капилляра; G-массовый расход жидкости через капилляр; l-длина капилляра ; - перепад давления жидкости на концах трубки.

Принципиальная схема автоматического капиллярного вискозиметра основана на принципе истечения жидкости

Контролируемой жидкость с постоянным расходом прокачивается дозирующим насосом 1, через капиллярную трубку 2.

Перепад давления на входе и на выходе капиллярной трубки измеряют дифмонометром 3, шкала которого проградуирована в единицах вязкости. Диаметр d и длина l капиллярные трубки выбирают в зависимости от предела измерения. Вискозиметр устанавливает в термостате 4. Обычно снабжают комплектов капилляром с различными d и l. Большую часть таких приборов используют в качестве лабораторных приборов. Их погрешность 2%. И определяется в основном точностью поддерживаем температуры и расхода контролируемой среды. Предел измерения 0,001 до 10 П*с.

На практике используется и более простой вариант капиллярного вискозиметра, изготовленного из стекла.

Такое капиллярный вискозиметр позволяет измерить кинематическую вязкость жидкости путём измерения времени необходимого для прохождения заданного объема жидкостей через капиллярную трубку

Каждый вискозиметр такого типа имеет свою const=c - вязкости, которая определяется путем его калибровки с использованием стандартного калибровочного раствора

Определение кинематической вязкости контролируемой жидкости с помощью такого вискозиметра выполняется . Связь между кинематической и динамической вязкостью жидкости

Такой капиллярный вискозиметр за счёт простоты устройства и возможности получения точных значений нашел широкое распространение вискозиметрии масел и расплавов. Несмотря на тонкие капилляры многие капиллярные вискозиметры такого типа используют как высокотемпературные. Однако в случае если измеряемой вязкости жидкости достаточно высока возникает трудности подбором материала вискозиметром, который не приводил бы к значительным погрешности из-за температуры колебаний диаметра капилляра Кроме этого такой материал не должен вступать во взаимодействие с измеряемой жидкостью с высокой . Относительная погрешности измерения при использовании капиллярного вискозиметра такого типа от 0, 1 до 2,5 процентов

50. Проектирование мви вязкости жидкостей. Измерение вязкости с использованием ротационных вискозиметров.

В этом типе исследуемая вязкой среда помещается в зазор между двумя соосными телами правильной геометрической формы. Одно из тел называют роттером приводится по вращение с постоянной скоростью, а другие остаются неподвижными

Принцип действия основывается на следующем положении, вращающееся движение от одного тела (роттер) передаётся жидкости другому телу.

Теория рационального метода вискозиметрии предпочитает отсутствие проскальзывания жидкости у поверхностей этих тел

Момент вращения передаваемой вязкой жидкостью от одной поверхности к другой является мерой её вязкости.

Определение вязкости при этом состоит в определении крутящего момента при заданной угловой скорости вращения роттера, либо угловой скорости при заданном крутящем моменте.

Для этих целей вискозиметр снабжается динамометрическим устройством, устройство применимое вискозиметра для измерения моментов и угловых скоростей делятся на: -механические; - электрические

Наибольшее распространение получили вискозиметры электроратационные1. 1.Синхронный двигатель, 2. Шкала, 3. Указатель, 4. Упругое звено, 5. Роттер (ЧЭ), 6. Ёмкость (сосуд) с контролируемой жидкостью

При измерении вязкости жидкости цилиндрические роттер погружённый вязкую среду приводятся во вращение с помощью двигателя.

Вращается с постоянной скоростью роттер, при погружении в жидкость или или расплав встречает сопротивление равномерного вращательного движения

На валу двигателя возникает тормозящий момент, что вызывает деформацию упругого звена пропорциональна вязкости измеряемой среды, что фиксируется с помощью отсчетного устройства в виде шкалы и указателя

Используется для измерения вязкости среды при температуре от -60 (масла) до +2000 (расплавы металлов и силикатов) и позволяет вести измерения с погрешностью в приделах от 3 до 5%

В основе измерительных преобразований вязкости лежит уравнение связи: М=k*

k -Константа конкретное прибора, определенного экспериментально; -Динамическая вязкость жидкости; -Угловая скорость вращения ротора.

Известно большое число ротациональнвх вискозиметров лабораторного типа различаются: - формой вращающегося тела;- способом измерения крутящего момента. С их помощью можно измерять не только вязкость от 10^-3 до 10¹² П*с и другие метрологические характеристики неньютоновских жидкостей (упругость, ползучесть)

Принципиальная схема автоматического ротационного вискозиметра

В прочном корпусе 1 с постоянной скоростью вращается конусный диск 2. ЧЭ 3 выполнены в виде вилки охватывают часть диска и установлен на плоской пружине 4, которая закреплена на опоре 5.

Перемещение ЧЭ в вертикальном направлении под действием вязкостных сил измеряется дифференциальным трансформаторным преобразователем 6 (сечение А-А) собранным на 2-х шарообразных сердечниках. Размещены в герметичном корпусе 7 из магнитные стали. Ферромагнитные сердечники 8 закреплены на ЧЭ не перемещаются вместе с ним дополнительно вискозиметр снабжён датчиком 9 включенный в схему автоматической термокомпенсации.

Из всего разнообразия этих вискозиметров можно выделить четыре основных типа измерительных систем: а) косиальные цилиндры; б) параллельные диски (плоскость плоскость); в) конус плоскость; г) вращающееся тело сферической формы пружинной в цилиндре сосуд.

Постоянная этого типа определяется аналитическим или экспериментальным по эталонам жидкостям

Диапазон измерения от 2,5 до 22,5 Па*с, погрешность 3%