Фото вискозиметр – —

Содержание

Вискозиметры

 

 

Ньютоновские и неньютоновские жидкости 
Зависимость, в которой вязкость является константой независимо от напряжения или скорости сдвига, называется законом вязкости Ньютона. Закону вязкости Ньютона подчиняются большинство обычных растворителей, минеральные основные масла, синтетические основные масла, полностью синтетические однокомпонентные масла. Они называются ньютоновскими жидкостями.

Неньютоновские - жидкости могут быть определены как те, для которых вязкость не константа, а изменяется в зависимости от скорости сдвига или напряжения сдвига, при котором измеряется. Большинство современных моторных масел - обладают свойством мультивязкости, и изготовлены с применением высокомолекулярных полимеров, называемыми модификаторами вязкости. Вязкость таких масел уменьшается с увеличением в скорости сдвига. Они называются "жидкостями, разжижающимися при сдвиге" (shear-thinning)становящимися тоньше сдвигом" жидкостями(газами). Примерами других неньютоновских жидкостей являются краска для потолков, притирочная паста и "резиновый" цемент.

Методы измерения вязкости

Вискозиметры можно классифицировать по трем главным типам:

1. Капиллярные вискозиметры измеряют расход фиксированного объема жидкости через малое отверстие при контролируемой температуре. Скорость сдвига можно измерить примерно от нуля до 106 с-1, заменяя капиллярный диаметр и приложенное давление.

Типы капиллярных вискозиметров и их режимы работы:

  • Стеклянный капиллярный вискозиметр (ASTM D 445) - Жидкость проходит через отверстие устанавливаемого  диаметра под влиянием силы тяжести. Скорость сдвига - меньше чем 10 с-1.

Кинематическая вязкость всех автомобильных масел измеряется капиллярными вискозиметрами.

  • Капиллярный вискозиметр высокого давления (ASTM D 4624 и D 5481) - Фиксированный объем жидкости выдавливается через стеклянный капилляр диаметра под действием приложенного давления газа. Скорость сдвига может быть изменена до 106 с-1. Эта методика обычно используется, чтобы моделировать вязкость моторных масел в рабочих коренных подшипниках. Эта вязкость называется, вязкостью при высокой температуре и высоком сдвиге (HTHS) и измеряется при 150°C и 106 с
    -1
    . HTHS вязкость измеряется также имитатором конического подшипника, ASTM D 4683 (см. ниже).

2. Ротационные вискозиметры используют для измерения сопротивления жидкости течению вращающий момент на вращающемся вале.

К ротационным вискозиметрам относятся имитатор холодной прокрутки двигателя (CCS), миниротационный вискозиметр (MRV), вискозиметр Брукфильда и имитатор конического подшипника (TBS). Скорость сдвига может быть изменена за счет изменения габаритов ротора, зазора между ротором и стенкой статора и частоты вращения.

Имитатор холодной прокрутки (ASTM D 5293) - CCS измеряет кажущуюся вязкость в диапазоне от 500 до 200000 сПуаз. Скорость сдвига располагается между 104 и 105 c-1. Нормальный диапазон рабочей температуры - от 0 до -40°C. CCS показал превосходную корреляцию с пуском двигателя при низких температурах. Классификация вязкости SAE J300 определяет низкотемпературную вязкостную эффективность моторных масел пределами по CCS и MRV.

Минироторный вискозиметр (ASTM D 4684) - тест MRV, который связан с механизмом прокачиваемости масла, является измерением при низкой скорости сдвига.

Главная особенность метода - медленная скорость охлаждения образца. Образец подготавливается так, чтобы иметь определенную тепловую предысторию, которая включает нагревание, медленно охлаждение, и циклы пропитки. MRV измеряет кажущееся остаточное напряжение, которое, если большее чем пороговое значение, указывает на потенциальную проблему отказа прокачивания, связанную с проникновением воздуха. Выше некоторой вязкости (в настоящее время определенной как 60000 сПуаз по SAE J 300), масло может быть вызвать отказ прокачиваемости по механизму, называемому "эффект ограниченного потока". Масло SAE 10W, например, должно иметь максимальную вязкость 60000 сПуаз при -30°C без остаточного напряжения. С помощью этого метода измеряют также кажущуюся вязкость при скоростях сдвига от 1 до 50 c-1.

Вискозиметр Брукфильда - определяет вязкость в широких пределах (от 1 до 105 Пуаз) при низкой скорости сдвига (до 102 c-1).

ASTM D 2983 используется прежде всего для определения низкотемпературной вязкости автомобильных трансмиссионных масел, масел для автоматических трансмиссий гидравлических и тракторных масел.

Температура - испытаний находится в диапазоне от -5 до -40°C. 


ASTM D 5133, метод сканирования Брукфильда, измеряет вязкость образца по Брукфильду, при охлаждении с постоянной скоростью 1°C/час. Подобно MRV, метод ASTM D 5133 предназначен для определения прокачиваемости масла при низких температурах. С помощью этого испытания определяется точка структурообразования, определенная как температура, при которой образец достигает вязкости 30,000 сПуаз.

Определяется также индекс(показатель) структурообразования как самая большая скорость увеличения вязкости от -5°C к самой низкой испытательной температуре. Этот метод находит применение для моторных масел, и требуется согласно ILSAC GF-2.

Имитатор конического подшипника (ASTM D 4683) - эта методика также позволяет измерять вязкость моторных масел при высокой температуре и высокой скорости сдвига (см. Капиллярный Вискозиметр высокого давления). Очень высокие скорости сдвига получаются за счет чрезвычайно малого зазора между ротором и стенкой статора.

3. Разнообразные приборы используют множество других принципов; например, время падения стального шарика или иглы в жидкости, сопротивление вибрации зонда, и давления, прилагаемого к зонду текущей жидкостью.

Индекс вязкости 
Индекс вязкости (ИВ) - эмпирическое число, указывающее степень изменения в вязкости масла в пределах данного диапазона температур. Высокий ИВ означает относительно небольшое изменение вязкости с температурой, а низкий ИВ означает большое изменение вязкости с температурой. Большинство минеральных основных масел имеет ИВ между 0 и 110, но ИВ полимерсодержащего масла (multigrage) часто превышает 110.

Для определения индекса вязкости требуется определить кинематическую вязкость при 40°C и 100°C. После этого ИВ определяют из таблиц по ASTM D 2270 или ASTM D 39B. Так как ИВ определяется из вязкости при 40°C и 100°C, он не связан с низкотемпературной или HTHS вязкостью. Эти значения получают с помощью CCS, MRV, низкотемпературного вискозиметра Брукфильда и вискозиметров высокой скорости сдвига.

SAE не использует ИВ, для классификации моторных масел начиная с 1967, потому что этот термин технически устарел. Однако, методика Американского нефтяного института API 1509 описывает систему классификации основных масел, используя ИВ как один из нескольких параметров, чтобы обеспечить принципы взаимозаменяемости масел и универсализацию шкалы вязкости.

Вискозиметры каппилярные стеклянные ГОСТ 10028-81Е

Приборы для испытаний крахмалосодержащих сред

techob.ru

Вискозиметр — Википедия РУ

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

Капиллярные вискозиметры

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

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

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

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

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

http-wikipediya.ru

ВПЖ и ВНЖ Вискозиметры капиллярные стеклянные

Отправить запрос
Вискозиметры типа ВПЖ и ВНЖ предназначены для определения вязкости жидкостей.

Вискозиметры представляют собой U - образную трубку, в колено которой впаян капилляр.

Измерения вязкости при помощи капиллярного вискозиметра основано на определении времени истечения через капилляр определенного объема жидкости и измерительного резервуара.

Модификации:
ВПЖ-1
ВПЖ-2
ВПЖ-3
ВПЖ-4
ВНЖ

Общие технические характеристики

  Диаметр впаянного внутрь капилляра, мм
ВПЖ-1 0,34 0,54 0,86 1,16 1,52 2,10 2,75 3,75 5,10  
ВПЖ-2 0,34 0,39 0,56 0,73 0,99 1,31 1,77 2,37 3,35 4,66
ВПЖ-3
0,38 0,43 0,49 0,56 0,80 0,92 1,06 1,20 1,43 1,63
ВПЖ-4 0,37 0,42 0,62 0,82 1,12 1,47 2,00 2,62 3,55  
ВНЖ 0,45 0,61 0,80 1,08 1,41 1,91 2,52 3,42 4,50  
Устройство и принцип работы
Вискозиметр капиллярный ВПЖ-2 (см. рисунок) - прибор в виде U-образной трубки, колено (1) спаяно с капилляром (7). Измерение вязкости вискозиметром основано на определении времени, за которое определенный объем жидкости истечет через капилляр.

Порядок работы
Для определения времени течения на отводную трубку (3) одевают резиновую трубку. Потом, зажав колено (2) вискозиметр переворачивают и погружают колено (1) в резервуар с жидкостью. Жидкость засасывают (при помощи груши либо насоса) до отметки М2, при этом в жидкости не должны образовываться пузырьки воздуха. В момент, когда жидкость достигает отметки М2, прибор вынимают из сосуда и сразу же переворачивают в исходное положение. Снимают с колена (1) лишнюю жидкость и надевают на него резиновую трубку. Затем вискозиметр помещают в термостат таким образом, чтобы расширение (5) находилось ниже чем уровень жидкости в термостате. Выдерживают в термостате больше 15 минут при заданной температуре и потом засасывают жидкость в колено до уровня одной трети расширения (5). Сообщают колено (1) с атмосферой и устанавливают время снижения уровня мениска от отметки М1 до отметки М2.
Вязкость определяют по формуле, по среднему времени истечения жидкости (из нескольких измерений).

Технические характеристики вискозиметра ВПЖ-2

Диаметр капилляра, мм 0,34 ... 4,66
Постоянная вискозиметра К, мм²/с² определяется
индивидуально
Кинематическая вязкость жидкости вычисляется по формуле: V= (g/9.807) T*K , где
K- постоянная вискозиметра, мм²/с²;
V- кинематическая вязкость жидкости, мм²/с;
Т- время истечения жидкости, с;
g- ускорение свободного падения в месте измерений в м/с².
Устройство и принцип работы
Вискозиметр типа ВПЖ-3 (см. рисунок) состоит из капиллярной трубки (5), измерительного резервуара (4), ограниченными двумя метками М1 и М2. Трубка капиллярная (5) расположена внутри корпуса (6) вискозиметра, который имеет два отвода (8), (9). С вискозиметром поставляется насадка (1) с краном (2). Насадка (1) соединяется конусом (3). Измерение вязкости вискозиметром основано на определении времени за которое определенный объем жидкости истечет через капилляр из измерительного резервуара.

Порядок работы
Прибор, как на рисунке, соединяют с термостатирующим устройством и опускают в банку с пробкой (7). Открывают стеклянный кран (2) и через насадку (1), засасывают жидкость из банки до тех пор, пока уровень жидкости не достигнет примерно половины насадки. Затем кран закрывают. Выдерживают прибор при заданной температуре и отделяют от вискозиметра насадку и банку. После чего измеряют время истечения жидкости от отметки М1 до отметки М2. Вязкость вычисляют по формуле, выведенной в разделе 2, по среднему времени истечения жидкости (из нескольких измерений).

Технические характеристики вискозиметра ВПЖ-3

Диаметр капилляра, мм 0,38 ... 1,63
Постоянная вискозиметра К, мм²/с² определяется
индивидуально
Вязкость жидкости определяется по формуле: ? = К*t*d, где
K - постоянная вискозиметра, мм²/с;
V - кинематическая вязкость жидкости, мм²/с;
t - время истечения жидкости, с;
? - вязкость жидкости в мПа*с.
Устройство и принцип работы
Вискозиметр ВПЖ-4 (см. рисунок) представляет собой трубку формы U, внутри колена (1) впаян капилляр (4). Измерение вязкости вискозиметром основано на определении времени за которое определенный объем жидкости истечет через капилляр из измерительного резервуара.

Порядок работы
Для определения времени истечения жидкости на трубку (6) надевают резиновую трубку. Далее, пальцем зажав колено (5) и перевернув прибор, колено (1) опускают в резервуар с жидкостью. Жидкость засасывают до уровня отметки М2, нужно следить чтобы в жидкости не было пузырьков воздуха. В момент достижения уровня жидкости отметки М2, резервуара (3), вискозиметр извлекают из сосуда и переворачивают в исходное положение. Снимают колена (1) лишнюю жидкость. Затем надевают на колено (1) резиновую трубку. Вискозиметр устанавливают в термостат таким образом, чтобы резервуар (2) находился ниже жидкости в термостате. Выдерживают в термостате около 15 минут, после чего при заданной температуре, в колено (1) засасывают жидкость до одной трети высоты резервуара (2). Сообщают колено (1) с атмосферой и устанавливают время снижения мениска жидкости от отметки М1 до отметки М2. Вязкость вычисляют по формуле, приведенной в разделе 2, по среднему (из нескольких измерений) времени истечения жидкости.

Технические характеристики вискозиметра ВПЖ-4

Диаметр капилляра, мм 0,37 ... 3,55
Постоянная вискозиметра К, мм²/с² определяется
индивидуально
Кинематическая вязкость жидкости определяется по формуле: V = (g/9.807) T*K, где
K - постоянная вискозиметра, мм²/с²;
V - кинематическая вязкость жидкости, мм²/с;
Т - время истечения жидкости, с;
g - ускорение свободного падения в месте измерений в м/с².
Устройство и принцип работы
Вискозиметр капиллярный стеклянный типа ВНЖ (см. рисунок) представляет собой трубку формы U, колено (1) капилляр (4) спаяны между собой. Измерения вязкости при помощи вискозиметра ВНЖ основано на определении времени заполнения капилляра определенным объемом жидкости, сначала нижнего измерительного резервуара, затем верхнего измерительного резервуара.

Порядок работы
Для определения вязкости исследуемой жидкости необходимо измерить время заполнения жидкостью измерительных резервуаров. Для этого надо на отводную трубку (6) надеть резиновый шланг с водоструйным насосом, зажать пальцем колено (5), перевернуть вискозиметр и погрузить часть (1) в сосуд с исследуемой жидкостью и засосать ее с помощью водоструйного насоса до отметки М4, следя за тем, чтобы в жидкости не образовалось пузырьков воздуха. В этот момент, когда уровень достигнет отметки М4 и резервуара (7), вискозиметр извлекают из сосуда и быстро сразу же переворачивают в исходное положение. Удаляют с колена (1) лишнюю жидкость и одевают на него резиновую трубку, снабженную краном, который закрывают, когда жидкость заполнит 0,3-0,5 высоты нижнего резервуара (8). Потом вискозиметр помещают в термостат таким образом, чтобы резервуар (7) находился ниже уровня жидкости в термостате. Держат в термостате около 15 минут при заданной температуре и при закрытом кране на отводной трубке колена (1). Следить за тем, чтобы за время выдержки уровень жидкости в резервуаре (8) не увеличивался. После выдержки открывают кран на отводной трубке колена (1) и последовательно двумя секундомерами измеряют время заполнения жидкостью двух измерительных (нижнего и верхнего) резервуаров (7, 3), ограниченных тремя метками (М1, М2, М3). В момент прохождения метки уровня жидкости М2 одновременно, первый секундомер выключают, а второй включают и выключают его в момент прохождения уровня жидкости метки М3. Измерение повторить не менее 3-х раз.

Технические характеристики вискозиметра ВНЖ

Диаметр капилляра, мм 0,45 ... 4,5
Постоянная вискозиметра Кн, мм²/с²
Постоянная вискозиметра Кв, мм²/с²
определяется
индивидуально
Кинематическая вязкость жидкости расчитывается по формуле:V= (g/9.807)* T1*KН V= (g/9.807)* T2*KВ, где:
- постоянная вискозиметра, нижнего резервуара, мм²/с²;
- постоянная вискозиметра, верхнего резервуара, мм²/с²;
V - кинематическая вязкость жидкости, мм²/с;
T1 - среднеарифметическое время заполнения жидкостью нижнего резервуара, с;
T2 - среднеарифметическое время заполнения жидкостью верхнего резервуара, с;
g - ускорение свободного падения в месте измерений, м/с².

Центр комплектации «СпецТехноРесурс». Все права защищены.

laborant.ru

ВИСКОЗИМЕТР - это... Что такое ВИСКОЗИМЕТР?


       

(от позднелат. viscosus — вязкий и греч. metreo — измеряю), прибор для определения вязкости. Наиболее распространены В. капиллярные, ротационные, с движущимся шариком, ультразвуковые. Определение вязкости капиллярными В. основано на Пуазёйля законе и состоит в измерении времени протекания известного кол-ва жидкости или газа через узкие трубки круглого сечения (капилляры) при заданном перепаде давления (рис.). В ротационных В. исследуемая вязкая среда находится в зазоре между двумя соосными телами (цилиндры, конусы, сферы,

Стеклянный капиллярный вискозиметр: 1 — измерит. резервуар; 2 — капилляр; 3 — приёмный сосуд; M1 и М2 — метки, служащие для измерения времени истечения жидкости из измерит. резервуара.

их сочетание), причём одно из тел (ротор) вращается, а другое неподвижно. Вязкость определяется по крутящему моменту при заданной угл. скорости или по угл. скорости при заданном крутящем моменте. Действие В. с движущимся шариком в трубке с исследуемой жидкостью основано на Стокса законе; вязкость определяется по скорости прохождения падающим шариком промежутков между метками на трубке В. Действие ультразвуковых В. основано на измерении скорости затухания колебаний пластинки из магнитострикц. материала, погружённой в исследуемую среду. Колебания возбуждаются короткими (=10—30 мкс) импульсами тока в катушке, намотанной на пластинку. При колебаниях пластинки в этой же катушке наводится эдс, пропорц. скорости пластинки, колебания к-рой затухают тем быстрее, чем больше вязкость среды. При уменьшении эдс до нек-рого порогового значения в катушку поступает новый возбуждающий импульс. Вязкость среды определяют по частоте следования импульсов.

Помимо В., позволяющих выразить результаты измерений в единицах динамич. или кинематич. вязкости, существуют В. для измерения вязкости жидкостей в условных единицах (напр., с). Такой В. представляет собой сосуд с калиброванной сточной трубкой; вязкость оценивается по времени истечения определ. объёма жидкости.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия. Главный редактор А. М. Прохоров. 1983.

dic.academic.ru

Вискозиметр — википедия фото

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

Капиллярные вискозиметры

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

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

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

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

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

org-wikipediya.ru

Вискозиметр Википедия

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).

Разновидности вискозиметров

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

Капиллярные вискозиметры

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

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

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

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

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

См. также

Ссылки

wikiredia.ru

Приборы для измерения вязкости жидкости. Вискозиметр ротационный

Домашний уют 24 марта 2017

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.

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.

Видео по теме

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.

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.

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.

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.

Источник: fb.ru

monateka.com

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о