Ротационные вискозиметры: Вискозиметр — Википедия – Ротационные вискозиметры

Содержание

Вискозиметр — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 11 сентября 2016; проверки требуют 13 правок. Текущая версия страницы пока не проверялась опытными участниками и может значительно отличаться от версии, проверенной 11 сентября 2016; проверки требуют 13 правок.

Вискозиметр (от лат. viscosus — вязкий) — прибор для определения динамической или кинематической вязкости вещества. В системе единиц СГС и в СИ динамическая вязкость измеряется соответственно в пуазах (П) и паскаль-секундах (Па·с), кинематическая — соответственно в стоксах (Ст) и квадратных метрах на секунду (м²/с).

Вискозиметры бывают: капиллярными, ротационными, с падающим шариком и других типов.

Капиллярные вискозиметры[править | править код]

Принцип действия основан на подсчёте времени протекания заданного объёма жидкости через узкое отверстие или трубку, при заданной разнице давлений. Чаще всего жидкость из резервуара вытекает под действием собственного веса, в таком случае вязкость пропорциональна разнице давлений между жидкостью, вытекающей из капилляра и жидкостью на том же уровне, вытекающей из очень толстой трубки. Если течение жидкости в приборе осуществляется

только под действием тяжести (например, в вискозиметре Уббелоде), то при работе капиллярного вискозиметра определяется кинематическая (не динамическая) вязкость. С помощью капиллярного вискозиметра измеряются вязкости от 10 мкПа∙с(газы) до 10 кПа∙с. Используют вискозиметры по ASTM D 445(ГОСТ 33).

Различают вискозиметры Оствальда, Убеллоде, Убеллоде с подвешенным уровнем,

Вискозиметры Кэннон-Фенске (Cannon-Fenske) — одни из самых распространенных ввиду простоты и удобства работы. Предназначены для измерения кинематической вязкости прозрачных жидкостей (вискозиметры Кэннон-Фенске прямого тока) или непрозрачных жидкостей (вискозиметры Кэннон-Фенске обратного тока). Как правило размеры и константы вискозиметров прямого и обратного тока совпадают.

Ротационные вискозиметры[править | править код]

Измеряют динамическую вязкость. Одно или два коаксиально (соосно) расположенных тела вращения (цилиндры, диск, конус, полусфера). Пространство между ними заполняют исследуемым веществом. При вращении одного из тел (двух относительно друг друга) возникает момент сопротивления деформации жидкости. Существуют два основных метода измерения: измерение момента сопротивления деформации при заданной скорости вращения и измерение скорости вращения тела от приложенного фиксированного крутящего момента. Основная масса приборов использует первый метод. Только ротационные вискозиметры позволяют измерить истинную или абсолютную вязкость, как ньютоновских, так и неньютоновских (структурированных или реологических) сред. Диапазон измеряемой вязкости обычно простирается от 1 мПа·с до сотен тысяч Па·с. Такой широкий диапазон измерений достижим как за счёт изменения скорости вращения шпинделя от 0,01 оборота в минуту до 1500, так и использования шпинделей разных размеров для разных диапазонов вязкости.

Вискозиметр с движущимся (падающим) шариком[править | править код]

Вискозиметр основан на законе Стокса. Вязкость определяется по времени прохождения шариком некоего расстояния, чаще всего под воздействием его собственного веса. Наиболее известен вискозиметр Гепплера.

Вискозиметр с вибрирующим зондом[править | править код]

Основан на изменении резонансной частоты колебаний в жидкости различной вязкости. Так как частота будет зависеть и от плотности измеряемой жидкости, некоторые модели позволяют определять эту плотность независимо от вязкости, тогда как другие используют заданное известное значение плотности.

Вискозиметр пузырькового типа[править | править код]

Основан на определении параметров движения пузырька газа, свободно всплывающего в вязкой среде.

Ротационный вискозиметр

Ротационный вискозиметр — это прибор, который предназначен для измерения вязкости утфеля, при его помощи сигнал передается в систему автоматизации, где в свою очередь контролируется содержание сухих веществ и процесс раскачки утфеля. Наибольшее распространение получили ротационные устройства.


Одним из самых распространенных в настоящее время является ротационный вискозиметр, который состоит из ротационного датчика и нормирующего преобразователя. Ротационный датчик, в свою очередь, может быть исполнен в двух вариантах: с прижимным механизмом (предназначен для вакуум-аппаратов) и без него (для емкостей под давлением). Датчик ставится на емкость с утфелем при помощи фланцевого соединения, при этом вал с дисками для измерения вязкости погружается внутрь. Вал может иметь максимум 3 съемных диска (обычно используется 1-2).


Области применения, такого оборудования, как ротационный вискозиметр, разнообразны: измерение вязкости нефтепродуктов, смазочных масел, расплавленных силикатов, металлов, лаков и прочих тягучих материалов. Кроме того, с их помощью можно измерить динамическую вязкость крахмала, шоколадной массы, красок, покрытий и чернил, битумов, лекарственных веществ, соусов и подлив, паяльных паст, продуктов личной гигиены и т. п.

 

Устройство ротационного вискозиметра

 

В ротационных механизмах исследуемые компоненты располагаются в пространстве между двумя соосными телами (это могут быть конусные приспособления, цилиндрические детали, сферы или их модификации), при этом, одно из тел находится в неподвижном состоянии, а другое вращается. Вязкость измеряется по крутящему моменту при круговом сдвиговом течении материала с постоянной скоростью в тонком кольцевом слое. Нормирующий преобразователь устанавливается в отверстие и крепится с помощью винтов фиксаторов, значение вязкости выводится на дисплей прибора.

 

Ротационный вискозиметр

 

Ротационный вискозиметр имеет несколько отличительных особенностей: русскоязычное меню с легкими настройками, которые можно выполнять при работающем приборе, имеется возможность в любое время остановить двигатель и дополнительная защита от короткого замыкания. С помощью индицируемого светодиода можно определить замыкание или отсоединение двигателя. Имеется контроль реального тока выхода, который имеет настройки на диапазоны 0..5, 0..20, 4..20 мА и выходное напряжение не меньше 10В.

 

Принцип действия ротационного вискозиметра

 

Существует несколько преимуществ ротационной вискозиметрии: удобство в применении, есть возможность производить количественную оценку показателей режима деформации, условия деформирования в рабочем зазоре прибора приближены к условиям обработки материала в рабочих условиях, также есть возможность изменения условий, при которых проводятся испытания.

 

 

 

Для работы такого механизма, как ротационный вискозиметр, применяется двигатель постоянного тока, когда ток якоря пропорционален моменту на валу. При этом показания с тока якоря снимается при помощи микроконтроллера и после обработки на монитор передается сигнал, который пропорционален моменту на валу и может применяться для управления необходимыми технологическими процессами. Возможна настройка при холостом ходе и остановке двигателя, однако производить настройку прибора лучше на работающем объекте при режимной температуре двигателя.


Ротационный вискозиметр входит в состав оборудования линий, осуществляющих производительные процессы на производствах различных сфер деятельности. Благодаря высокоточным показателям, что способно обеспечить данное устройство, вискозиметр был признан профессиональным техническим механизмом.

Ротационный вискозиметр – измеряем вязкость правильно!

≡  13 марта 2017   ·  Рубрика: Дача   

А А А

Для измерения вязкости разных жидкостей применяется вискозиметр ротационный и прочие устройства для оценки проницаемости среды.

Цифровой ротационный вискозиметр — SU 1105785 Измерениям подлежит как динамическая, так и кинематическая вязкость разных текущих веществ а также газов.

1 Разные варианты вискозиметров

Для вискозиметрии применяются такие варианты приборов:

  1. Капиллярные устройства. В большинстве случаев снабжены точным таймером, рабочий принцип связан с фиксацией времени протекания жидкости через тонкую трубку известного диаметра. Рядом размещается широкая трубка, по которой жидкость передвигается без капиллярного эффекта. В основном, вытекание по обоим трубкам выполняется под воздействием силы тяжести (другими словами выпускные отрезки трубы размещается внизу емкости), но можеть быть и искусственное нагнетание давления. Измеренная капиллярными вискозиметрами вязкость определенно пропорциональна разнице скорости прошествия среды по капилляру и широкому отрезку трубы. Эти приборы сравнительно просты, но громоздки. Их успешно используют для замеров коэффициентов вязкости от 8-10 мкПа•с (что отвечает газам) до 10-12 кПа•с (текучие жидкости). Для вязких жидкостей и смесей с комками капиллярное измерение не годится – краска или насыщенная известковая побелка просто не вытекут через
    тонкую трубку
    . Самый известный прибор капиллярного типа – вискозиметр Уббелоде.
  2. Механичные вискозиметры. Представляют целый комплект неповторимых а также остроумных устройств с самым разнообразным рабочим принципом. К примеру, измерители пузырькового типа функционируют на основе всплывающих в жидкости пузырьков газа, причем замерам подлежит не только время «всплытия», но и траектория движения. Интересны устройства с вибрирующим зондом – выбирая колебания лопастей зонда, можно ввести их в отклик со своей частотой среды. Таким образом убираются значения как вязкости, так и плотности жидкости. Механическое оборудование пузырькового и резонансного типа для измерения вязкости применяется в точных лабораторных исследованиях и в бытовых условиях фактически не встречается. Более обыкновенные и доступные приспособления для оценки вязкости работают на основе принципа, изобретенного еще великим Галилеем. В середине емкости с жидкостью есть специфическая кабинка-лифт, в которых помещен традиционный шарик. При отвесном падении этого шарика время его погружения до контактной площадки можно определить очень точно, что равноценно измерению вязкости среды. Самым известным «шариковым» прибором считается вискозиметр Гепплера.

Однако самое большое распространение за счёт небольшой неточности, компактности, многофункциональности и бюджетной общедоступности получил ротационный прибор. Принцип его действия и распространенные вариации данного прибора объясним по отдельности.
Фото вискозиметра ротационного, krasnodar.all.biz

На фото — работа ротационным вискозиметром, biolight.ru

Фото ротационного вискозиметра, ulab.com.ua

На фото — ротационный вискозиметр RheoStress, granat-e.ru

Фото схемы работы ротационного вискозиметра, tech-e.ru

2 Ротационный вискозиметр – рабочий принцип и разные варианты прибора

В приборах ротационного типа есть два тела вращения – корпус в качестве цилиндра и встроенный в него конус или сфера. Внутренняя часть прибора (сфера или конус) двигается с популярной скоростью, для чего служит электрический привод. Свободное место между 2-мя телами вращения наполняется исследуемой жидкостью. Есть четкая зависимость между сопротивлением среды которая измеряется и достигаемой скоростью углового вращения, эта зависимость крепится устройствами и может тут же выводиться на контрольную панель.

Собственно так устроен самый обычный ротационный вискозиметр Брукфильда. Его ротор соединен с асинхронным электрическим двигателем, закрепленным на станине с наружной стороны

. Хорошее решение похоже с обыденной самодельной бетононьеркой – причем допускается мерить ротационными устройствами вязкость подобных тяжёлых и густых субстанций, как раствор из цемента или насыщенная побелка. Известны вискозиметры с разными телами для внутреннего вращения. Ими служить могут не только традиционные конусы и сферы, но и диски, пластины и цилиндры.

Значение оставляемого зазора между телом вращения и неподвижной стенкой меняется в пределах нескольких миллиметров для ощутимой силы трения между жидкостью и корпусом. Определенно калиброванный электрический двигатель вращает внутренний ротор, специализированные датчики измеряют силу сопротивления этому вращению. В основном, фиксирующая аппаратура располагается на внутренней стороне неподвижного корпуса. Чем больше датчиков, тем точнее прибор и выше его стоимость.

Диапазон измерений у ротационных вискозиметров стартует от тысяч [Па*сек] и может достигать миллионов [Па*сек]. Основным параметром считается допустимая скорость вращения ротора – она может быть ничтожно небольшой, от 1 полного оборота за 120 секунд, и достигать двойного перемножения частоты типовой электрической сети (другими словами 100 оборотов за минуту). Если верхний предел в 100 Герц реализовывается очень просто, то очень маленькая скорость углового вращения характерна вискозиметрам высокого класса точности и очень ощутимой стоимости.

Из плохих качеств ротационных конструкций можно подчеркнуть неминуемый износ вращающихся частей, который отпечаток накладывает на корректность снимаемых показаний.

Благодаря этому устройства с небыстрым вращением ценятся выше – они очень медленно снашиваются и длительнее служат по направлению без замены роторов и осей. Более того, приводимая в движение жидкость в зазоре должна владеть ламинарным течением. Когда ее течение становится турбулентным (снова же, при высоких скоростях вращения внутреннего конуса или сферы), фиксируемые показатели вязкости будут абсолютно неточными.

3 Как корректируется измеренная вязкость?

Мало выяснить вязкость жидкости при помощи ротационного, механического или капиллярного вискозиметра. Эта характеристика субстанции вполне подлежит корректировке, что ведомо любому отделочнику или ремонтнику. Ненужно жидкий штукатурный раствор «протекает» и не удерживается на поверхностях размещенных вертикально, а через чур «крутой» не сможет попасть в глубокие трещины и вмятины.

Цифровой ротационный вискозиметр — SU 1105785

Если штукатур ликвидирует подобные проблемы собственными силами и без разных приборов (просто добавляя в раствор цемент, гипс или алюбастр), то для вариации показателей вязкости красок, лаков, грунтовочных смесей, трансмиссионных и гидравлических масел строительных жидкостей применяются другие способы:

  • Полибутен – традиционная добавка для уменьшения густоты, теперь практически не применяется;
  • Полиметилакрилатные добавки успешно мешают появлению кристаллов воска, благодаря этому их используют для достаточной текучести масел и смазок, также при низкой температуре;
  • Олефиновые полимерные материалы применяются в формулах моторных масел, удачны малой ценой и совместимостью с большими температурами;
  • Стирольные эфиры популярны для трансмиссионных масел, также для энергосберегающих двигателей внутреннего сгорания и автоматизированных коробок передач;
  • Стирол-диеновые полимерные материалы выделяются самой большой широтой температурного диапазона – их присутствие позволяет составу не застывать в холод и не разжижаться в жару.

Конечно, все перечисленные модификаторы используются для корректировки вязкости на производстве, если есть наличие лабораторных комплексов и испытательных стендов в химико-лакокрасочном производстве. Однако само наличие в составе приобретаемой продукции модификаторов вязкости может быть действенной подсказкой при разбавлении ценной краски на основе акрила или очень дорогого лака. В иных же случаях собственноручного ремонта не стоит играть в «юного химика» и приобрести новую банку масла или гидравлической жидкости взамен опытов с устаревшей упаковкой. Ядовитость и взрывоопасность подобных «игр» могут быть куда реалистичнее, чем виртуальная экономия.

На фото — штативы для ротационного вискозиметра, simas.ru

Фото рабочего принципа вискозиметра ротационного, sankt-peterburg.oboobo.ru

На фото — ротационные вискозиметры, nocnt.ru

Фото ротационного вискозиметра Rheotest RV, mgutm.ru

На фото — вискозиметры ротационные, avrora-lab.com


Похожие посты

Обзор лабораторных вискозиметров и анализаторов вязкости

Что такое вискозиметр

Вискозиметр Брукфильда
Вискозиметр Брукфильда

Вискозиметр — это устройство для измерения кинематической и динамической вязкости материала. Другими словами, это анализатор вязкости.

Вискозиметры нашли применение в самых разнообразных отраслях производственной деятельности и лабораторных исследований. Они применяются в:

  • медицине для анализа крови

  • фармацевтике и косметологии для производства лекарств, мазей и кремов

  • химическом производстве для определения состояния жидких или текучих материалов

  • пищевой промышленности для контроля качества пищевых продуктов — молока, морсов, йогуртов, сока, меда

  • лакокрасочном производстве и на покрасочных участках всех производств и сервисов по ремонту и обслуживанию автомобилей

  • нефтяной отрасли при получении бензинов, масел или дизельного топлива

  • научно-исследовательских центрах и лабораториях

Можно сказать, что анализатор вязкости необходим практически везде, где работа ведется с жидкостями, состояние которых требует контроля или должно соответствовать утвержденным нормам.

При этом вискозиметры могут применяться не только в производстве и контроле на производствах, где используются гомогенизированные жидкости и текучие смеси, но и при работе с дистиллятами. С помощью анализатора влажности можно определить вязкость жидкости и ее соответствие эталону или расчетной величине.

Виды вискозиметров

Вискозиметры делятся на классы, в зависимости от принципа действия и сферы использования. Наиболее востребованные типы оборудования:

Вибрационный вискозиметр
Вибрационный вискозиметр представляет собой емкость с испытуемым веществом, в которой размещается зонд вискозиметра — тело в форме сферы, цилиндра или пластины, который погружается в жидкую среду и совершает вынужденные колебания. При этом резонансная частота колебаний зонда будет изменяться в зависимости от вязкости жидкости, на основании чего вычисляется значение вязкости.
Его еще называют вискозиметром камертонного типа благодаря схожести принципа действия с работой камертона.
Плюсы. Имеет высокую точность. Простота использования. Измеряет вязкость неньютоновских жидкостей и неоднородных смесей.
Минусы. Высокая цена анализатора вязкости. Сложность конструкции.
Вискозиметр
Пузырьковый вискозиметр измеряет кинематическую вязкость, фиксируя траекторию и время свободного всплытия пузырька газа в жидкости. Данный тип анализаторов вязкости широко используется в промышленных и химических лабораториях.
Плюсы. Высокая точность анализатора вязкости. Возможность измерять очень вязкие среды — краски, лаки, полимеры.
Минусы. Высокая цена. Сложность конструкции.
Портативный вискозиметр
Ультразвуковой вискозиметр. Анализатор вязкости, использующий ультразвуковой метод, имеет зонд, который погружается в жидкость и генерирует короткие токовые импульсы небольшой длительности. При этом в катушке наводится ЭДС, скорость убывания которой пропорционально вязкости среды. При достижении нижнего порогового уровня величины ЭДС импульс тока генерируется заново. Вязкость вещества рассчитывается по частоте импульсов.
Плюсы. Высокая точность. Высокая скорость измерения.
Минусы. Узкий диапазон измерений. Нельзя измерять вязкость высокотемпературных сред.
Ротационный вискозиметр
Ротационный вискозиметр имеет два соосных тела вращения (обычно диск, полусфера или конус), одно из которых размещается в резервуаре с исследуемым веществом. Первое тело принудительно вращается, и воздействует на второе тело в жидкости (которому передает момент вращательного движения). Измерение вязкости происходит по деформации осного соединения и отставанию тела в жидкости, вызванного ее сопротивлением вращению. К анализаторам вязкости ротационного типа относится вискозиметр Брукфильда, который широко применяется в нефтедобычи и газовой отрасли.
Плюсы. Возможность непрерывного контроля жидкости или газа.
Минусы. Узкий диапазон измерений (который увеличивается при наличии нескольких видов роторов). Низкая чувствительность и относительно невысокая точность в ряде случаев.
Капиллярный вискозиметр
Капиллярный вискозиметр представляет систему емкостей, соединенную капилляром.В одном случае анализатор рассчитывает вязкость жидкости, измеряя разницу времени ее прохождения под воздействием силы тяжести через капиллярную трубку и трубку большого сечения, капиллярного эффекта не имеющей.
Во втором случае жидкость проходит по капилляру под заданным аппаратурой давлением и измеряется разница давления на концах этой трубки.
Плюсы. Простота конструкции. Возможность измерения абсолютной вязкости. Низкая цена
Минусы. Большие размеры. Хрупкость. Ограниченный диапазон измерений (возможность измерять вязкость только у легкотекучих однородных сред). Невозможность непрерывного измерения.
Вискозиметр с падающим шариком
Вискозиметр с падающим шариком представляет собой трубку с исследуемым веществом внутри. Анализатор определяет вязкость среды по времени движения шарика под действием силы тяжести в жидкости между отметками, нанесенными на трубке. К данному типу анализаторов вязкости относится вискозиметр Гепплера.
Плюсы. Простота конструкции. Низкая цена. Возможность измерения вязкости не гомогенизированных сред.
Минусы. Затруднено исследование непрозрачных сред (необходима опция электромагнитного детектирования месторасположения шарика). Невозможность непрерывного измерения.

Также вискозиметры могут классифицироваться по:

  • температуре исследуемой среды (высоко- и низкотемпературные)

  • свойствам вязкой жидкости (универсальные и специализированные)

  • области применения (лабораторные, промышленные, медицинские и мобильные)

Калибровка вискозиметров

Калибровка вискозиметров осуществляется согласно методики калибровки производителя оборудования и требованиям Государственных стандартов. В связи с большим разнообразием нюансов проведения калибровки и поверки для каждого типа вискозиметров, в данной статье будут рассмотрены только самые общие вопросы и даны ссылки на ГОСТы.

Калибровка анализаторов вязкости осуществляется использованием стандартного раствора. Так как вязкость материала зависит от температуры, необходимо выполнить температурную корректировку коэффициента вязкости, который указан в сертификате об измерениях, который прилагается производителем стандартных растворов к своей продукции.

ГОСТы на вискозиметры

В настоящее время на анализаторы вязкости действует основной ГОСТ 29226-91 «Вискозиметры жидкостей», согласно которому к вискозиметрам предъявляются общие требования и методы испытаний для внесения оборудования в Государственный Реестр средств измерений.

К капиллярным вискозиметрам технические условия регламентирует ГОСТ 10028-81.

ГОСТ 25271-93 определяет ТУ для вискозиметров Брукфильда.

Метод определения условной вязкости нефтепродуктов определяется ГОСТ 6258-85, при этом данный документ использует положения и ссылается на ГОСТ 33-2000 как на нормативно-техническую документацию.

Методические указания РД 50-416-83 регламентируют порядок проведения поверки капиллярных стеклянных образцовых вискозиметров.

Все указанные выше ГОСТы являются действующими.

Купить вискозиметр у официального дистрибьютора

Купить вискозиметр для лабораторий и промышленности по выгодным ценам на официальном сайте дистрибьютора ведущих мировых брендов — компании Модуль можно, связавшись с нашими консультантами.

Для увеличения точности измерений в лабораторных условиях опционально поставляется антивибрационный стол.

На все оборудование дается гарантия до 2 лет! Доставка осуществляется по всей территории России, Белоруссии и Казахстана.

Компания МодульКомпания Модуль – Ваш персональный инженер в мире измерительного оборудования!
Заказать вискозиметр у официального дистрибьютора измерительной техники


Приборы для измерения вязкости жидкости. Вискозиметр ротационный

Вязкость различных жидкостей измеряется специальными приборами – вискозиметрами. По характеристикам и конструкции выделяют несколько видов данных приборов. Одним из них является вискозиметр ротационный, способный оценить проницаемость среды.

Разновидности приборов

Приборы, используемые для измерения вязкости жидкости, принято делить на три большие группы:

  • Капиллярный вискозиметр.
  • Механический вискозиметр.
  • Ротационный вискозиметр.

Рассмотрим каждый из видов более подробно.

Механические приборы

Категория механических вискозиметров представляет собой целый ряд различных приборов, принцип работы которых основан на механических свойствах жидкостей. Это могут быть измерители резонансного, пузырькового, шарикового типов. Если первые два типа чаще всего используются в лаборатории, то последний встречается в быту. Его принцип работы основан на открытии Галилея.

вискозиметр ротационный

Внутри прибора имеется «кабинка», где находится шарик. После заполнения прибора жидкостью, вязкость которой необходимо определить, шарик падает. Измеряется точное время, необходимое на падение шарика до контактной площадки. Условная вязкость определяется по данному временному интервалу.

Приборы капиллярного типа

Капиллярный вискозиметр в своей конструкции имеет тонкую трубку с известным диаметром. Исследуемая жидкость протекает по этой трубке. Эту же жидкость пускают также по трубке с большим диаметром, внутри которой не создается капиллярный эффект. Чаще всего жидкость течет под силой тяжести (то есть сверху вниз). Но в некоторых приборах создается искусственное давление. Измеряется время, за которое жидкость вытечет по обеим трубкам. Далее высчитывается их разность. Значение вязкости будет пропорционально значению данной разности.

капиллярный вискозиметр

Приборы данного типа просты, но имеют большие размеры. Еще один их недостаток заключается в том, что коэффициент вязкости измеряемой жидкости не должен превышать 12 кПа*с. Это значение соответствует жидкостям, которые хорошо текут. Более густые жидкости, или имеющие комки, в данном случае измерить нельзя.

Ротационный вискозиметр: принцип работы

Конструкция измерителей данного типа представляет собой цилиндр, внутрь которого помещена сфера. Внутренняя сфера движется с определенной скоростью за счет подключенного электропривода.

Между цилиндром и сферой остается пространство, которое заполняется исследуемой жидкостью. При этом сопротивление движению сферы изменяется. В данных приборах измеряется именно зависимость сопротивления жидкости и скорости вращения. Эти параметры и фиксируются в результате испытания.

ротационный вискозиметр принцип работы

Внутри цилиндра не всегда находится сфера. Она может быть заменена диском, конусом, пластиной или еще одним цилиндром. Расстояние между наружным и внутренним телом составляет несколько миллиметров, чтобы создалась сила трения. Значение сопротивления определяется датчиками. Чем больше их установлено, тем точнее будет значение. Соответственно, цена прибора будет увеличиваться.

Вискозиметр ротационный подходит для жидкостей, коэффициент вязкости которых находится в пределах от тысячи до миллионов Па*с. Скорость вращения внутреннего тела играет важную роль. От нее зависит точность измерения. Чем меньше скорость, тем точнее измерение. Приборы с минимальной скоростью углового вращения очень точны, но и стоят они дорого.

Виды ротационных вискозиметров

Описанный выше принцип работы прибора характерен для вискозиметра Брукфильда. Это наиболее простое устройство измерителя данного типа. Но не всегда движется внутреннее тело. В отдельных случаях вращается внешний цилиндр. Именно поэтому вискозиметр ротационный может быть двух видов: с неподвижным цилиндром и торсионные измерители.

Внутреннее тело торсионных вискозиметров подвешено в центре на упругой нити. При вращении внешнего цилиндра начинает двигаться и измеряемая жидкость. При ее вращении закручивается и цилиндр. Угол закручивания внутреннего цилиндра уравновешивается моментом сил трения вращающейся жидкости.

условная вязкость

Погрешность измерения возникает из-за дна внутреннего цилиндра. Различные ученые пытались решить эту проблему по-своему. Чаще всего дно делали вогнутым. При заполнении жидкости в вогнутости остается воздух. Тем самым трение о дно снижается. Ученые Гатчек, Куэтт внутренний цилиндр помещали в охранные кольца. Это снижало турбулентность его концов. Волорович использовал высокий, но узкий цилиндр. При этом погрешность из-за дна становилась незначительной. Ряд ученых использовали приборы, в которых расстояние между цилиндрами было очень мало. При этом дно прибора не заполнялось жидкостью.

Вискозиметр ротационный по своей конструкции имеет очень много вариантов исполнения. Но он всегда обладает такими преимуществами, как универсальность, небольшой размер, малая погрешность и низкая стоимость. Именно благодаря этим характеристикам прибор и стал столь популярным.

ротационный вискозиметр — это… Что такое ротационный вискозиметр?


ротационный вискозиметр
[rotary (rotation) viscosimeter] — вискозиметр, принцип действия которого основан на методе концентрических вращающихся цилиндров; вязкость определяют на основе предварительных относительных измерений калибровки; в качестве калибровочных жидкостей используют масла или растворы, вязкость которых известна. Ротационный вискозиметр с гибкой подвеской имеет вращаемый наружный тигель и внутренний, подвешенный на проволоке, шпиндель. Во вращение приводится тигель с расплавом. Вследствие вязкости жидкости вращение передается на внутренний цилиндр-шпиндель; по углу закручивающейся нити, на которой он подвешен, определяют вязкость по формуле: η = kM/ω;, где k — постоянная прибора, М-момент, со-угловая скорость вращения. Ротационный вискозиметр с жесткой подвеской имеет только внутренний вращающийся цилиндр-шпиндель на жесткой оси. Он приводится электродвигателем. Вязкое сопротивление жидкости вращению шпинделя передается на вал двигателя. По изменению электрических характеристик двигателя определяют вязкость.
Смотри также:
— Вискозиметр
— вибрационный вискозиметр
— крутильный вискозиметр
— капиллярный вискозиметр

Энциклопедический словарь по металлургии. — М.: Интермет Инжиниринг. Главный редактор Н.П. Лякишев. 2000.

  • rotary (rotation) viscosimeter
  • vibration viscosimeter

Смотреть что такое «ротационный вискозиметр» в других словарях:

  • ротационный вискозиметр — Вискозиметр, принцип действия к рого основан на методе концентрич. вращающихся цилиндров; вязкость определяют на основе предварит, относит, измерений калибровки; в качестве калибровочных жидкостей используют масла или р ры, вязкость к рых… …   Справочник технического переводчика

  • Ротационный вискозиметр — Прибор, основанный на измерении крутящего момента, передаваемого анализируемой жидкостью чувствительному элементу, являющегося функцией ее вязкости Источник: ГОСТ 29226 91: Вискозиметры жидкостей. Общие технические требования и методы испытаний …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • ротационный вискозиметр — sukusis klampomatis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Klampomatis, kuriame tiriamoji klampi medžiaga yra tarp dviejų bendraašių kūnų (cilindrų, kūgių, rutulių), kurių vienas (rotorius) sukamas, o kitas yra nejudamas.… …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • ротационный вискозиметр — sukusis klampomatis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. rotary viscometer; rotational viscometer vok. Rotationsviskosimeter, n rus. ротационный вискозиметр, m pranc. viscosimètre à rotation, m …   Fizikos terminų žodynas

  • ротационный вискозиметр — rotacinis klampomatis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Klampomatis, kuriuo tiriama klampi aplinka, esanti tarp 2 bendraašių kūnų (cilindrų, kūgių, sferų), kurių vienas (rotorius) sukamas, o kitas yra nejudamas. Klampa nustatoma pagal… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

  • вискозиметр с коаксиальными цилиндрами — ротационный вискозиметр — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность Синонимы ротационный вискозиметр EN coaxial cylinder viscosimeterconcentric cylinder viscosimeter …   Справочник технического переводчика

  • Вискозиметр — – прибор для определения вязкости жидкотекучих систем. Различают: ротационный вискозиметр для определения истинной вязкости (Па с) в зазоре между двумя коаксиальными цилиндрами; стандартный вискозиметр для определения относительной вязкости …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

  • ВИСКОЗИМЕТР РОТАЦИОННЫЙ — [rotary (rotation) viscosimeter] вискозиметр, принцип действия которого основан на методе концентрических вращающихся цилиндров. Вязкость определяют на основе предварительных относительных измерений калибровки; в качестве калибровочных жидкостей… …   Металлургический словарь

  • Вискозиметр — (от позднелат. viscosus вязкий и …метр)         прибор для определения вязкости (См. Вязкость). Наиболее распространены В. капиллярные, ротационные, с падающим шариком, ультразвуковые.          Определение вязкости капиллярными В. основано на… …   Большая советская энциклопедия

  • Вискозиметр — [viscosimeter; fluidimeter] прибор для определения вязкости жидкости или расплава. По принципу действия Вискозиметра подразделяют на: вибрационный, капиллярный, крутильный и ротационный. Смотри также: ротационный вискозиметр вибрационный… …   Энциклопедический словарь по металлургии

ИЗМЕРЕНИЕ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ С ПОМОЩЬЮ ротационного вискозиметра

Цель работы: Изучить принцип действия ротационного вискозиметра, измерить динамическую вязкость исследуемых жидкостей, установить принадлежность этих жидкостей к тому или иному классу, определить зависимость вязкости жидкостей от температуры.

1. Краткая теория. Исследование гидродинамического и теплового взаимодействия различных тел с движущимися потоками жидкостей и газов имеет большое практическое значение во многих областях науки, техники производства: энергетике, авиации, космонавтике, транспортировке жидкостей и газов и т. д. Теоретической основой этих исследований является система дифференциальных уравнений переноса: уравнения движения, энергии и неразрывности.

Одной из важнейших характеристик, входящих в эти уравнения, является вязкость среды — свойство реальных жидкостей и газов оказывать сопротивление касательным усилиям. Если силу сдвига приложить к любой части ограниченного объема жидкости (газа), то между слоями среды возникнут силы трения, действие которых приведет к появлению градиента скорости; его максимум будет приходиться на точку приложения силы. Уравнение Ньютона для вязкости среды в одномерной задаче имеет вид:

, (1)

Где dF — сила внутреннего трения, действующая на площадку поверхности слоя, h — динамический коэффициент вязкости (коэффициент внутреннего трения) жидкости.

Для двумерного течения

, (1′)

Где t — напряжение сдвига.

Таким образом, вязкость является мерой сил внутреннего трения жидкости (или газа) и численно равна силе трения между двумя слоями с площадью, равной единице, при градиенте скорости, равном единице.

В системе СГС единицей измерения вязкости является величина

h= [ дин × с / см2 ] = [ г / см × с ],

Называемая пуазом ( П ). Для маловязких жидкостей используется сотая доля пуаза — сантипуаз ( сП ).

В системе СИ единица вязкости не имеет специального названия. Как следует из (1), h = [н × с / м2 ] = [кг/м×с]= [Па×с].

В гидродинамике широко используется кинематический коэффициент вязкости n, определяемый отношением динамической вязкости к плотности среды:

.

Единицей измерения кинематической вязкости в системе СГС служит величина n=[ см2 / с ], называемая стоксом ( Ст ). В системе СИ n= [ м2 / с ].

Физическая природа вязкости газов объясняется на основе молекулярно-кинетической теории. Элементарная модель газа представляет все молекулы невзаимодействующими твердыми сферами диаметром s (и массой m), движущимися хаотически со средней скоростью . Плотность равна n молекул в единице объема. Молекулы, движущиеся в газе, сталкиваются и могут передавать количество движения, если имеется градиент скорости. Результирующий поток количества движения пропорционален градиенту количества движения. Коэффициент пропорциональности, который дает элементарная кинетическая теория, равен , где u — средняя скорость молекулы, — средняя длина свободного пробега молекулы:

.

Если средняя скорость молекулы пропорциональна (RT / M)1/2,а средняя длина свободного пробега пропорциональна (ns2)-1, то:

. (2)

Чтобы учесть притяжение и отталкивание молекул реальных газов под действием молекулярных сил, необходимо ввести интеграл столкновений W (который может быть рассчитан с помощью потенциальных функций Леннарда-Джонса):

.

Таким образом, зависимость вязкости газов от температуры весьма существенна: с ростом температуры кинематическая вязкость увеличивается.

Вязкость газов сильно зависит от давления только в некоторых областях давления и температуры. При умеренных давлениях и температурах влияние давления на вязкость можно не учитывать. Вблизи линии насыщения паров и критической точки давление оказывает значительное влияние на вязкость; с увеличением давления вязкость возрастает.

Вязкость газов может быть рассчитана с помощью методов, основанных на теоретических предпосылках, но для определения вязкости жидкостей аналогичной теоретической базы не существует.

Вязкости жидкостей значительно отличаются от вязкостей газов — они много больше по величине и резко уменьшаются с повышением температуры. Вязкость газа при низком давлении, обусловлена главным образом передачей количества движения в результате отдельных столкновений молекул, движущихся беспорядочно между слоями с различными скоростями. Аналогичная передача количества движения может также существовать в жидкостях. Хотя обычно она мало заметна из-за влияния полей сил взаимодействия между плотно упакованными молекулами. Плотности жидкостей таковы, что среднее межмолекулярное расстояние не очень значительно отличается от эффективного диапазона действия таких силовых полей.

Распространенные теории вязкости жидкости подразделяются условно на те, которые основаны на «газообразной» жидкости, и те, которые основаны на «кристаллической» жидкости. В первых из них, жидкость рассматривается как имеющая ближнюю и дальнюю разупорядоченность. В теориях второго типа принимается, что жидкость имеет регулярную структуру, причем передача количества движения происходит от молекул, колеблющихся внутри структуры решетки или перемещающихся в близко расположенные «дырки», либо в результате обоих явлений.

Однако ни одна теория не приводит к простой зависимости, которая позволила бы рассчитать вязкость жидкости априори. Поэтому приходится использовать эмпирические расчетные методы. Большинство методов не имеет в своей основе определенной модели жидкости, а предложено в результате анализа и обобщения экспериментальных данных.

В широком интервале температур от области несколько выше нормальной точки кипения до области вблизи точки замерзания вязкость жидкостей изменяется по закону

, (3)

Быстро убывая с ростом температуры.

Однако при низких температурах, а также при значениях приведенной температуры выше 0,7 — 0,75 эта зависимость не выполняется.

Вязкость жидкостей при температуре ниже нормальной точки кипения обычно не зависит от средних давлений, но при высоких давлениях наблюдается значительное увеличение вязкости с давлением.

Вследствие слабого развития теории вязкости жидкости основные сведения об этих важнейших свойствах жидких сред получают в результате эксперимента.

Жидкости, для которых справедлива зависимость (1), называются нормальными или ньютоновскими. Динамическая вязкость этих жидкостей зависит только от температуры и давления и не зависит от скорости сдвига. График зависимости касательного напряжения от градиента скорости dux/dy (кривая течения) представляет собой прямую линию, тангенс угла наклона которой численно равен динамической вязкости h.

Ньютоновское поведение присуще жидкостям, в которых вязкая диссипация энергии обусловлена столкновением небольших молекул. Все газы, жидкости и растворы с небольшой молекулярной массой составляют группу ньютоновских сред.

Существуют жидкости, для которых зависимость (2) не является справедливой. Такие жидкости представляют собой нечто среднее между пластическими телами и жидкостями и в отличие от обычных нормальных (ньютоновских) жидкостей называются неньютоновскими или аномальными. К их числу относятся разного рода суспензии и коллоидные растворы, представляющие собой физически неоднородные тела, состоящие из двух фаз: твердой и жидкой. Вязкость аномальных жидкостей h изменяется в зависимости от скорости течения жидкости, количества содержащейся в ней твердой фазы, степени ее дисперсности и предыстории жидкости.

Реальные жидкости можно разделить на три класса:

1. Системы, для которых скорость сдвига в каждой точка есть функция только напряжения сдвига в той же точке.

2. Системы, в которых связь между напряжением и скоростью сдвига зависит от времени действия напряжения.

3. Системы, обладающие свойствами как твердого тела, так и жидкости (вязкоупругие среды).

Рассмотрим системы 1-го типа. Их свойства можно описать уравнением

.

Из них можно выделить три группы жидкостей:

А) бингамовские пластичные среды,

Б) псевдопластичные жидкости,

В) дилатантные жидкости.

Кривые течения, характерные для этих групп, приведены на рис.1.

Рис.1. 1 — бингамовский пластик,

2 псевдопластик,

3 — ньютоновская жидкость,

4 — дилатантная жидкость.

А). Бингамовские пластики. Достижение некоторого напряжения приводит к возникновению течения до этого неподвижной среды. Такое поведение присуще буровым растворам, краскам, зубной пасте и сточным грязям. Объяснение поведения бингамовских пластиков исходит из предположения о наличии у покоящейся жидкости пространственной структуры, достаточно жесткой, чтобы сопротивляться любому напряжению, не превосходящему предел текучести. При повы­шении напряжения структура разрушается, и система начинает течь.

Б). Псевдопластики не обнаруживают предела текучести, отношение напряжения сдвига к скорости сдвига постепенно увеличивается с ростом dux/dy. При очень больших скоростях сдвига кривая течения становится линейной (это соответствует вязкости h¥).

Можно предположить, что с ростом скорости сдвига асимметричные молекулы постепенно ориентируются вдоль направления потока.

В). Дилатантные жидкости. Вязкость этих жидкостей повышается c ростом скорости сдвига. Такой тип течения может наблюдаться в суспензиях при большом содержании твердой фазы. Когда такие материалы подвергаются сдвигу с малой скоростью деформации, жидкость служит смазкой, уменьшающей трение частиц друг о друга, и напряжения, следовательно, невелики. При больших сдвигах плотная упаковка частиц нарушается, жидкости оказывается недостаточно для смазки трущихся частиц и действующие напряжения возрастают, иными словами, увеличение скорости сдвига может стимулировать структурообразование в жидкости, что приводит к возрастанию вязкости.

2. Методы измерения вязкости. Вязкость жидкостей определяется при помощи приборов, называемых вискозиметрами. Имеется несколько типов вискозиметров, различных по своей конструкции и принципу действия. Основными из них являются капиллярные вискозиметры, вискозиметры истечения и ротационные вискозиметры.

В капиллярных вискозиметрах вязкость жидкости определяется путем наблюдений над движением исследуемой жидкости по трубке весьма малого диметра, в которой устанавливается ламинарный режим. Вязкость находится из формулы расхода при ламинарном режиме:

,

Где Q — расход жидкости, протекающей по капиллярной трубке,

D — диаметр трубки, L — ее длина, p1-p2=Δp — перепад давления на длине L.

На практике определение вязкости обычно производится путем сравнения расходов или времен истечения одинаковых объемов двух жидкостей: исследуемой и стандартной, вязкость которой известна, по двум одинаковым капиллярным трубкам при всех прочих равных условиях. На этом принципе основано устройство капиллярного вискозиметра Жуковского, расчетная формула для которого имеет вид:

,

Где h2 вязкость исследуемой жидкости, h3 — вязкость стандартной жидкости, Q1, и Q2 — объемы жидкостей, вытекающие по капиллярным трубкам одинаковой длины и диаметра за одно и то же время.

В вискозиметре истечения коэффициент вязкости жидкости определяется в результате наблюдений над временем истечения исследуемой и стандартной жидкости из отверстия в дне сосуда. Одним из наиболее распространенных типов вискозиметров истечения является вискозиметр Энглера, в котором с помощью секундомера измеряют время истечения одинаковых объемов исследуемой и стандартной жидкостей. Отношение tж/t, характеризующее величину вязкости жидкости, называется относительной вязкостью и выражается в условных градусах Энглера (°E). Для перевода вязкости, измеренной в градусах Энглера, в кинематический коэффициент вязкости, пользуются формулой Убеллоде: n = 0,0731°E-0,0631/°E, где n — кинематический коэффициент вязкости.

В ротационных вискозиметрах испытуемая жидкость помещается в зазор между двумя длинными вертикально расположенными соосными цилиндрами. Один из них приводится во вращение с варьируемой угловой скоростью, в то время как другой цилиндр испытывает закручивающее усилие, величина которого измеряется в процессе опыта. Изменение крутящего момента в зависимости от числа оборотов вращающегося цилиндра можно интерпретировать как связь между напряжением сдвига и скоростью сдвига. Изменение скорости сдвига в каждой точке исследуемого образца зависит от ширины кольцевого зазора между цилиндрами. Если щель достаточно мала, то изменение скорости сдвига поперек зазора будет незначительно, т. е. радиальное изменение указанной величины будет пренебрежимо мало. Величина вязкости жидкости в этих вискозиметрах определяется по скорости вращения подвижного цилиндра при заданном крутящем моменте или, наоборот, по крутящему моменту, вызывающему заданную скорость:

,

Где М — крутящий момент, w угловая скорость, K — постоянная прибора.

Известное применение на практике получили также вискозиметры, в которых вязкость определяется по времени равномерного падения шарика в вертикальной прозрачной трубке, заполненной исследуемой жидкостью. На шарик, падающий в вязкой жидкости, действуют три силы: сила тяжести (V×g×r), архимедова сила (V×g×r1) и сила сопротивления (s×p×h×u×r). Уравнение движения шарика в жидкости имеет вид:

,

Где V — объем шарика, r его плотность, rl — плотность жидкости, h вязкость жидкости, r радиус шарика, U скорость шарика. Для установившегося движения u=uуст=const, . Измеряя на опыте установившуюся скорость падения шариков uуст и величины r, r, r1, можно определить коэффициент вязкости жидкости по формуле:

.

3. Описание экспериментальной установки. Порядок выполнения работы.

Ротационный вискозиметр Реотест-2 предназначен для определения динамической вязкости ньютоновских жидкостей, а также глубоких реологических исследований неньютоновских жидкостей.

Реотест-2 отличается широким диапазоном измерений касательного напряжения и вязкости. Реотест-2 состоит из двух основных узлов: вискозиметра и измерительного узла.

Вискозиметр состоит из приводного механизма, механизма измерительного прибора и цилиндрового измерительного устройства. Приводной механизм заключает в себе синхронный двигатель с переключаемыми полюсами, 12-ступенчатую коробку передач и мост передачи. Измерительный вал может осуществить 12 различных ступеней числа оборотов, которые устанавливаются поворотом рычага управления и наблюдаются на шкале.

Механизм измерительного прибора является механико-электрическим преобразователем вращающего момента, действующего на внутренний цилиндр системы соосных цилиндров (рис. 2). Внешний цилиндр жестко закреплен. В кольцеобразном зазоре этой системы находится исследуемое вещество. Посредством измерительного вала внутренний цилиндр соединяется с цилиндрической винтовой пружиной, отклонение которой представляет меру вращающего момента М.

описание: file

Рис. 2.

Цилиндровое измерительное устройство (рис. 2) состоит из измерительного цилиндра 2, мерного бачка 1 и сосуда для регулирования температуры 3. С прибором Реотест-2 могут комбинировать 5 цилиндровых измерительных устройств различных геометрических размеров: устройство N для низких вязкостей, устройство S С измерительными цилиндрами S1 S2 S3 для средних вязкостей и устройство Н для высоких вязкостей.

Измерительный узел содержит электронные группы деталей прибора Реотест-2. Символы на передней панели имеют следующие значения:

описание: ris1 включатель-выключатель двигателя,

A включатель-выключатель механизма измерительного прибора,

описание: ris2 механическое уравновешивание нулевой точки измерительного прибора,

описание: ris3 электрическое уравновешивание нулевой точки индикаторного прибора.

Включенное состояние сигнализируется контрольными лампочками. Индикаторным прибором измеряют ток в диагональной ветви мостовой схемы прибора Реотест-2. Приборный потенциометр, который является частью мостовой схемы, определяет отклонение стрелки динамометра. Показания a=0…100 делений шкалы индикаторного прибора пропорциональны измеряемому вращающему моменту динамометра, а тем самым и касательному напряжению в кольцеобразном зазоре цилиндровых измерительных устройств.

Механическое уравновешивание нулевой точки производится при отключенном приборе. Электрическое уравновешивание нулевой точки осуществляется при включенном механизме измерительного прибора и включенном двигателе, ступень передачи 8а без исследуемого вещества, т. е. со свободно вращающимся измерительным цилиндром.

Для проведения измерений следует налить в мерный бачок необходимое количество исследуемого вещества (см. табл. 1), соединить цилиндровое измерительное устройство с механизмом измерительного прибора и вставить мерный бачок в сосуд для регулирования температуры.

Измерения необходимо начинать с низких величин угловых скоростей, постепенно увеличивая число оборотов измерительного цилиндра, например, только переключением передач на более высокие (последовательность положений 1а, 2а, 3а,… 12а). Если требуется увеличить количество точек измерения, то это можно осуществить переключением числа оборотов двигателя (положение в). В таблице 2 указаны числа оборотов, соответствующие данным ступеням числа оборотов.

Представляет интерес запись кривых гистерезиса. В этом случае записывают касательное напряжение сначала для возрастающих, а затем убывающих значений числа оборотов цилиндра.

Касательное напряжение (отнесенное к радиусу внутреннего цилиндра), действующее в исследуемом веществе, определяют по формуле tr = z×a,

Где tr касательное напряжение ( дн / см2 ), z — константа цилиндра (дн / см2 )× (1 / дел. шкалы ), a значение, отсчитанное по шкале индикаторного прибора (дел. шкалы).

Зависящая от размеров системы цилиндров и от константы пружины динамометра константа цилиндра z указана в таблице 3 по диапазонам I и II касательных напряжений.

Величина, пропорциональная числу оборотов вращающегося цилиндра и зависящая от размеров системы цилиндров, называется скоростью деформации D. Значения этой величины (отнесенные к радиусу внутреннего цилиндра), соответствующие данным ступеням числа оборотов, указаны в таблице 4.

Из измеренных касательного напряжения tr и скорости деформации Dr вычисляется динамическая вязкость h исследуемой жидкости:

описание: ris3,

Где h — динамическая вязкость ( сПз ), tr — касательное напряжение ( дн / см2 ), Dr – скорость деформации ( с-1 ).

Порядок выполнения работы.

1. Для каждого образца жидкости определите оптимальный диапазон угловых скоростей в соответствии с чувствительностью и динамическим диапазоном прибора, т. е. выберите подходящую измерительную насадку из набора.

2. Установите механический и электрический нули.

3. Проведите измерения касательного напряжения, сначала увеличивая, а затем уменьшая число оборотов цилиндра. Данные намерений занесите в таблицу.

4. Постройте график зависимости касательного напряжения от скорости деформации: tr = f ( Dr ).

5. Вычислите динамический коэффициент вязкости жидкостей, используя расчетную формулу и (для ньютоновских жидкостей) графическую зависимость tr = f ( Dr ).

6. Измерьте динамическую вязкость ньютоновских жидкостей при различных температурах, регулируя ее с помощью термостата. Постройте график зависимости h от T.

7. Оцените погрешности измерений h глицерина, сравнив данные измерений с табличным значением ( h30°Стабл= I490 сПз). После каждого измерения необходимо промывать и вытирать заправочную емкость и насадки!

Контрольные вопросы.

1. Чем обусловлено наличие вязкого трения в движущихся потоках жидкостей и газов?

2. Какому закону подчиняется движение капельных жидкостей и газов? Объясните физический смысл динамического коэффициента вязкости.

3. Как зависит вязкость жидкостей и газов от температуры и давления? Чем можно объяснить эту зависимость?

4. В чем состоит отличие ньютоновских жидкостей от аномальных жидкостей?

5. Изобразите графически зависимость касательного напряжения от градиента скорости бингамовских пластичных жидкостей, псевдопластичных, дилатантных и ньютоновских жидкостей. Объясните эту зависимость.

6. Какие приборы используются для измерения вязкости жидкостей? Объясните принцип их действия.

7. Почему для слоя жидкости в зазоре между двумя соосными цилиндрами, используемыми в ротационном вискозиметре, можно применить закон Ньютона?

8. Назовите единицы измерения динамического и кинематического коэффициентов вязкости сред.

Л и т е р а т у р а

1. Юдаев Б. Н. Теплопередача. М.: Высшая школа, 1973.

2. Кикоин А. К., Кикоин И. К. Молекулярная физика. М.: Наука, 1976.

3. Румер Ю. Б., Рывкин М. Ш. Термодинамика, статистическая физика и кинетика. М.: Наука, 1972.

4. Уилкинсон У. Л. Неньютоновские жидкости. М.: Мир, 1964.

5. Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей. Л.: Химия, 1982.

Приложение.

Таблица 1.

Необходимое количество вещества.

Цилиндровые измерительные устройства

Система измерения

N

S1

S2

S3

H

Кол-во наполнения (мл )

10

25

30

50

17

Таблица 2.

Характеристика числа оборотов.

Ступень числа оборотов

10а

11а

12а

Число оборотов (мин-1)

5/9

1

5/3

3

5

9

15

27

45

81

135

243

Ступень числа оборотов

10б

11б

12б

Число оборотов (мин-1)

5/18

0.5

5/6

1.5

2.5

4.5

7.5

13.5

22.5

40.5

67.5

121.5

Таблица 3.

Мерный бачок/ цилиндр

Константа цилиндра

Диапазон 1

Диапазон 2

Z

Z

Дн/см2с

Дн/см2с

N/N

3.10

32.8

S/S1

5.51

57.2

S/S2

5.84

62.0

S/S3

7.76

84.6

H/H

27.0

287.3

Таблица 4.

Ступени числа оборотов/измерительная система

1.5

2.7

3.0

4.5

5.4

8.1

9.0

13.5

16.2

24.3

27.0

40.5

Ступени числа оборотов/измерительная система

10б

11б

10а

12б

11а

12а

Cкорость деформации

48.6

72.9

81.0

121.5

145.8

218.7

243.0

364.5

437.4

656

729

1312

admin

Related Posts

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *