Инструменти за измерване на вискозитета на течност. Ротационен вискозиметър

Вискозитетът на различни течности се измерва със специални устройства - вискозиметри. Според характеристиките и дизайна се различават няколко типа устройства. Един от тях е ротационен вискозиметър, способен да оцени пропускливостта на средата.

Видове устройства

Инструментите, използвани за измерване на вискозитета на течността, обикновено се разделят на три големи групи:

• Капилярен вискозиметър.
• Механичен вискозиметър.
• Ротационен вискозиметър.

Разгледайте всеки от видовете по-подробно.

Механични устройства

Категорията механични вискозиметри е цяла серия от различни инструменти, принципът на който се основава на механичните свойства на течностите. Това може да бъде резонанс, мехурчета, топки тип метра. Ако първите два вида най-често се използват в лабораторията, те се намират в ежедневието. Неговият принцип на работа се основава на откриването на "Галилео".

Вътре в устройството има "кабина", където се намира топката. След пълнене на устройството с течност, чийто вискозитет трябва да се определи, топката пада. Измерва се точното време, необходимо за пускане на топката в контактната подложка. Поддържащият вискозитет се определя от този интервал от време.

Устройства от капилярен тип

Капилярният вискозиметър в своя дизайн има тънка тръба с известен диаметър. Изпитваната течност преминава през тази тръба. Същата течност се изстрелва и през тръба с голям диаметър, в която не се създава капилярен ефект. Най-често течността тече под силата на гравитацията (т.е. отгоре надолу). Но някои устройства създават изкуствен натиск. Измерва времето, през което течността ще тече през двете тръби. След това изчислете разликата им. Стойността на вискозитета ще бъде пропорционална на стойността на тази разлика.

Инструментите от този тип са прости, но са големи. Друг недостатък е, че коефициентът на вискозитет на измерваната течност не трябва да надвишава 12 kPa * s. Тази стойност съответства на течности, които текат добре. По-плътни течности или в този случай не могат да бъдат измерени.

Ротационен вискозиметър: принцип на действие

Изграждането на измервателни уреди от този тип е цилиндър, в който е поставена сфера. Вътрешната сфера се движи с определена скорост благодарение на свързаното електрическо задвижване.

Между цилиндъра и сферата остава пространство, което се запълва с изследваната течност. В този случай съпротивлението на движението на сферата се променя. При тези инструменти точно зависимостта на устойчивостта на флуида и скоростта на въртене. Тези параметри се определят като резултат от теста.

Вътре в цилиндъра не винаги има сфера. Той може да бъде заменен с диск, конус, плоча или друг цилиндър. Разстоянието между външното и вътрешното тяло е няколко милиметра, за да се създаде сила на триене. Стойността на съпротивлението се определя от сензорите. Колкото повече са инсталирани, толкова по-точна ще бъде стойността. Съответно цената на устройството ще се увеличи.

Ротационният вискозиметър е подходящ за течности, коефициент на вискозитет който е в диапазона от хиляди до милиони Pa * s. Скоростта на въртене на вътрешното тяло играе важна роля. Точността на измерването зависи от него. Колкото по-ниска е скоростта, толкова по-точна е измерването. Инструментите с минимална скорост на ъглово въртене са много точни, но те са скъпи.

Видове ротационни вискозиметри

Горният принцип на работа на устройството е типичен за вискозиметъра Brookfield. Това е най-простото устройство от този тип. Но вътрешното тяло не винаги се движи. В някои случаи външният цилиндър се върти. Ето защо ротационният вискозиметър може да бъде от два вида: с фиксиран цилиндър и торсионни датчици.

Вътрешното тяло на торсионните вискозиметри се окачва в центъра чрез еластична резба. Когато външният цилиндър се завърти, измерената течност започва да се движи. Когато се върти, цилиндърът също се завърта. Ъгълът на усукване на вътрешния цилиндър е балансиран от въртящия момент на триещите сили на въртящия се флуид.

Грешката при измерването възниква от дъното на вътрешния цилиндър. Разни учени се опитаха да решат проблема по свой начин. Най-често дъното е направено вдлъбната. При пълнене на течността в вдлъбнатината въздухът остава. По този начин се намалява триенето на дъното. Учените Гачек, вътрешен цилиндър Couette, поставен в защитни пръстени. Това понижи турбулентността на своите краища. Волорович използваше висок, но тесен цилиндър. Грешката в дъното обаче стана незначителна. Редица учени използват инструменти, при които разстоянието между цилиндрите е много малко. Същевременно долната част на устройството не е пълна с течност.

Ротационният вискозиметър има много възможности за проектиране. Но винаги има такива предимства като гъвкавост, малък размер, малка грешка и ниска цена. Благодарение на тези характеристики устройството стана толкова популярно.