Измерение вязкости

 

 

где V – скорость поступательного равномерного движения шарика вискозиметра; r – радиус шарика; g – ускорение свободного падения; d – плотность материала шарика; ρ - плотность жидкости.

Необходимо отметить, что уравнение справедливо только в том случае, если скорость падения шарика вискозиметра довольно мала и при этом соблюдается некое эмпирическое соотношение: .

Рис.5

Как и в капиллярном  методе вискозиметрии, необходимо учитывать  возникающие поправки на конечные размеры  цилиндрического сосуда вискозиметра с падающим шариком (высотой L и радиусом R, при условии, если выполняется ). Такие действия приводят к уравнению для определения динамической вязкости жидкости методом падающего шарика вискозиметрии:

 

 

На основе метода создано  множество моделей высокотемпературных  вискозиметров, в которых измеряется вязкость расплавленных стекол и  солей.

 

1.2.4 Ротационный метод.

Ротационный метод вискозиметрии  заключается в том, что исследуемая  жидкость помещается в малый зазор между двумя телами, необходимый для сдвига исследуемой среды. Одно из тел на протяжении всего опыта остаётся неподвижным, другое, называемое ротором ротационного вискозиметра, совершает вращение с постоянной скоростью. Очевидно, что вращательное движение ротора вискозиметра передается к другой поверхности (посредством движения вязкой среды; отсутствие проскальзывания среды у поверхностей тела предполагается, таким образом, рассматриваются). Отсюда следует тезис: момент вращения ротора ротационного вискозиметра является мерой вязкости.

Для простоты мы рассмотрим инверсную модель ротационного вискозиметра: вращаться будет внешнее тело, внутреннее тело останется неподвижным, ему и будет сообщаться момент вращения. Однако для краткости изложения будем называть внутреннее тело ротором ротационного вискозиметра.

Рис.6

Введём необходимые  обозначения:

R1,L - радиус и длина  ротора ротационного вискозиметра;

ω - постоянная угловая  скорость вращения внешнего тела;

R2 - радиус вращающегося  резервуара ротационного вискозиметра;

η - вязкость исследуемой среды;

M1 - момент вращения, передаваемый  через вязкую жидкость, равный

 

 

d,l - диаметр и длина  упругой нити,

φ - угол, на который закручивается  неподвижно закреплённая нить,

G - момент упругости материала нити.

При этом крутящий момент M1 ротора ротационного вискозиметра уравновешивается моментом сил упругости нити М2:

 

Заметим вновь, что М1 = М2, откуда после нескольких преобразований относительно η имеем:

 

или

 

где k – постоянная ротационного вискозиметра.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

Области применения вискозиметров  чрезвычайно разнообразны.

В медицине используются (вискозиметр ВПЖ, ВНЖ, ВК-4). Так, например, острую актуальность имеет измерение вязкости человеческой крови. При тяжелой физической работе увеличивается вязкость крови. Многие инфекционные заболевания увеличивают вязкость, другие, например, брюшной тиф и туберкулез - значительно уменьшают. Любое изменение вязкости крови сказывается на РОЭ. Определение вязкости крови во взаимосвязи с рядом других анализов позволяет объективно оценить состояние человеческого организма. Вязкость крови в лабораторных условиях может быть определена и при помощи вискозиметрии.

В фармацевтических лабораториях вискозиметры используются при изготовлении лекарственных препаратов, патоки, мазей, линиментов.

В нефтяной промышленности используются как ротационные вискозиметры системы Brookfield, так и полевые чашечные капиллярные вискозиметры, позволяющие с достаточной степенью точности определить вязкие свойства нефти.

В химической промышленности и металлургии широко распространены универсальные, высокотемпературные  вискозиметры, позволяющие оперировать  со средами в широком диапазоне  температур от -60 °C до 2600 °C

Тема вискозиметрий и её методов мало распространена и фактически не упоминается в повседневной жизни, но, по истине, прибор вискозиметр занимает достойное место в списке гениальных изобретений человечества. Отдельной статьи заслуживают высокотемпературные промышленные вискозиметры и высокоточные вискозиметры

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы.

 

1. Бурдун Г.Д., Марков Б.Н. «Основы метрологии», Москва, 1972

 

2. Маизель М.М., Смирнов С.М. «Технологические измерения и приборы легкой промышленности», Машиностроение, М.:1971

 

3. http://paar.ru/

 

4. http://viskozimetr.ru/