о М 1=М 2, звідки після декількох перетворень відносно? маємо:
, або,
де k - постійна ротаційного віскозиметра.
Якщо розглядати ту ж задачу для ротаційного віскозиметра з обертовим внутрішнім (ротором віскозиметра) і нерухомим зовнішнім тілами, маємо:
, або.
У цьому випадку G - момент, необхідний для підтримки постійної частоти обертання, (один оборот ротора віскозиметра за? с).
Зауважимо, що отримані відносини справедливі для циліндра нескінченної довжини, в реальних умовах враховується поправка на розміри тіл ротаційного віскозиметра. Для цього проводиться обчислення так званої ефективної висоти H ротаційного віскозиметра:
. проводиться вимір моменту для рідин з різним значенням в'язкості (? 1 і? 2) при 2 різних висотах внутрішнього циліндра (L 1 і L 2);
. екстраполяцією прямих М 1=f (L) і М 2=f (L) до нульового значення М 1 і М 2 отримують величину? L;
. H=L +? L. Ефективну висоту ротаційного віскозиметра H підставляють у рівняння.
. 5 Ультразвуковий метод віскозиметрії
Суть методу ультразвукової віскозиметрії полягає в тому, що в досліджувану середу занурюють пластинку з магнітострикційного матеріалу, звану зондом віскозиметра на яку намотана котушка, в якій виникають короткі імпульси струму тривалістю близько 20 ± 10 мксек, що призводять до виникнення коливань. У відповідності з законом збереження, при коливаннях пластинки в котушці наводиться ЕРС, яка убуває з швидкістю, залежною від в'язкості середовища. Потім, при падінні ЕРС до певного порогового значення, в котушку поступає новий імпульс. Вискозиметр визначає в'язкість середовища по частоті проходження імпульсів.
Віскозиметри, дія яких заснована на ультразвуковому методі віскозиметрії, не можна віднести до класу віскозиметрів з широким діапазоном вимірювань. До класу високотемпературних віскозиметрів їх також не можна віднести в силу величини відносної похибки, що виникає при високотемпературній віскозиметрії і властивостей матеріалів приладу.
4. Класифікація віскозиметрів
по температурі досліджуваної середовища розрізняють: високотемпературні віскозиметри і віскозиметри, виготовлені з нетермостойкіе матеріалів;
за властивостями досліджуваної вузький середовища розрізняють: універсальні віскозиметри та спеціальні (тобто призначені для вимірювання в'язкості середовищ з певними заздалегідь відомими властивостями, наприклад ньютонівських рідин);
за методом віскозиметрії розрізняють: капілярні, вібраційні, ультразвукові, ротаційні, бульбашкові, віскозиметри з падаючою кулькою;
по точності вимірювань розрізняють: високоточні віскозиметри і зразкові віскозиметри;
по області застосування розрізняють: промислові, лабораторні, медичні віскозиметри;
є і такий вид віскозиметра, як польовий, - віскозиметр примітивної конструкції.
Рис. 6 Вискозиметр вібраційний.
Вібраційний віскозиметр у найпростішому випадку являє собою резервуар з в'язкою рідиною і деякий тіло (пластина, куля, циліндр), зване зондом віскозиметра, яке виробляє вимушені коливання у в'язкому середовищі.
Суть експерименту полягає у визначенні змін параметрів вимушених коливань зонда віскозиметра при зануренні його в в'язку середу. Керуючись теорією методу вібраційної віскозиметрії, за значеннями цих параметрів визначають в'язкість середовища.
Вібраційний віскозиметр має значно більшу, порівняно з ротаційними віскозиметрами, чутливість і також може бути застосований для середовищ температурою до 2000 ° C в інертній атмосфері або вакуумі при наявності як великих, так і порівняно малих мас розплавів.
В даний час для вимірювання динамічної в'язкості широко застосовують електронні вібраційні віскозиметри, в яких зонд здійснює вимушені коливання під впливом імпульсів електромагнітного вібратора з вбудованим датчиком амплітуди. Вібраційні високотемпературні віскозиметри з електронним дистанційним управлінням можуть використовуватися в умовах агресивних засобів.
Відносна похибка вимірювань при використанні вібраційного віскозиметра становить ± 0,5-1%. При роботі розплавами в інтервалі 700-1900 ° C загальна похибка віскозиметра збільшується і може скласти ± 3-5%.
Рис. 7 Вискозиметр Гепплера.
Вискозиметр Гепплера відноситься до віскозиметра з рухомим в досліджуваній середовищі кулькою. Дія віскозиметра Гепплера грунтуєть...
