Способ измерения вязкости жидкостей и расплавов

/ вате нт ьо-тех нн т1зснв,Л библио«ану„ t45+

Союз Советских

Социалистических

Республик

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 020776:(21) 2378824/18-25 . Р )М КЛ.

2. с присоединением заявки Ко (23) Приоритет

G 01 N 11/08

Государственный комитет

СССР по делам изобретенйй и открытий

Опубликовано 15.05.80, Бюллетень Nо18 (53) УДК 532..13 (088.8) Дата опубликования описания 15.05.80 (72) Автор изобретения

В.И. Лаптев

Гусевский филиал Государственного научноисследовательского института стекла (71) Заявитель (54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТЕЙ

И PACIIlIABOB

Изобретение относится к способам контроля физико-химических свойств различных жидких сред, 5

В промышленности вязкость жидкостей и расплавов измеряется вибрационными вискозиметрами, которые при наличии температурной компенсации могут работать в среде весьма высокой температуры (1), Однако точность и надежность измерения резко снижаются при температурах выше

300 С.

Известен способ измерения вязкости жидкости при возвратно-поступа15 тельном движении ее в капилляретрубке, обусловленном приложением импульсов давления к контролируемой жидКости, путем измерения. средней скорости изменения. давления в газовой передающей среде (21. Этот способ имеет ограниченную сферу применения вследствие необходимости от бора жидкости для измерения, сложности выполнения операций, снижения точности за счет влияния на скорость изменения давления, кроме вязкости, шероховатости поверхности капилляра, различных загрязнений в капилляре.

ЗЬ

Цель изобретения — повышение точ ности и надежности измерения при непрерывном контроле вязкости..

Эта цель достигается тем, что капилляр заполняют газом до образования пузыря на конце капилляра, изменяют давление газа путем вертикального возвратно-поступательного перемещения капилляра между двумя .уровнями жидкости, не нарушая при этом стабильности сегмента сферы пузыря, измеряют в некоторой точке разность между давлением, которое имеет газ при движении капилляра, и давлением, которое имеет газ при неподвижном капилляре.

Благодаря использованию вместо капилляра с жидкостью капилляра с пузырьком газа на конце снижается погрешность измерения (нет контакта исследуемой среды с внутренней поверхностью капилляра) и расширяется область применения,. включая объекты с высокотемпературной средой, сусяензиями и др.

На чертеже показана схема реализации.

Для измерения вязкости жидкости и расплавов предложенным способом

734537

Форм>",руют пузырьки газа на затопленных концах пьезометрических трубок

1,2 и сообщают возвратно-поступательное движение трубке 1 между двумя фиксированными точками с помощью электромеханической системы 3, например электропривода с эксцентриком; измеряют разность между гидростатическим давлением во время движения трубки и давлением газа в ней в момент останова с помощью дифманометра 4 с измерителем 5, в цепь регистрации показаний которого включены контакты геркона 6 электромеханической системы, Для формирования пузырьков газа на торцах пьезометрических трубок 1 и 2, расположенных в точках А и Б, трубки подключают к источнику газа и при достижении в них максимальных давлений

46 и Prr=Pcr —

R 3 б"

Prs =Рс< + и где Рс, Рс — гидростатические давления в точках А и Б; поверхностное натяжение;

R — радиус пузырька газа, равный радиусу трубки, вентили закрывают и включают электропривод системы 3 на подъем трубки 1 (контакты геркона б в цепи регистрации измерителя 5 разомкнуты).

При перемещении трубки 1 из точки

Б в точку А давление расплава на газ в трубке уменьшается от Pc,i до Рсд и под действием давления газа в трубке Рг ) Pcg пузырек газа увеличивается в размерах на ь R. В результате объем, занимаемый газом, увеличивается на л ч, и давление в трубке ч падает от Рг1 до Рг = Рга — ч„>ч (Prz

55

Скорость роста пузырька газа, а следовательно, величина давления в трубке в момент ее останова в точке Б (при н еизменной скорости перемещения трубки) будет пропорциональна вязкости исследуемой среды Рг — Рг> = Кр, Разность давлений в трубках 1 и 2 измеряется дифманометром 4, а в момент останона трубки 1 по сигналу от контактов геркона б регистрируется на измерителе 5, отградуированном в единицах вязкости.

Влияние изменения уровня„ плотности жидкости на измерение вязкости устраняется благодаря введению дополнительной трубки 2 и разностному методу измерения. 60

Компенсация влияния измерения уровня и плотности на давление в подвижной трубке может быть осуществлена также за счет периодического останова ее в фиксированных точках на заданный отрезок времени и сравнения давлений газа в трубке в момент останова рг C Рс (динамический режим) ! и через отрезок времени (>г — )>c (статический режим) . Измеренная разность ! давлений Рг -- Р 2 в точках останова пропорциональна вязкости исследуемой среды.

Погрешность измерения определяется погрешностью измерителей давления.

Класс точности промышленных дифманометров 1, О. Диапазон измерения давления определяется плотностью контролируемой жидкости или расплава и выбранной амплитудой перемещения трубки.

Предложенный способ измерения вязкости осуществляется с помощью простейшей аппаратуры и может быть внедрен на различных промышленных объектах, в том числе объектах с высокотемпературными, химически активными расплавами. Измерения проводятся в различных точках по глубине, при этом в отличие от известных способов на результат измерения не влияют колебания уровня, плотность исследуемой среды, качество поверхности капилляра.

Тарировочные опыты на известном веществе позволяют установить зависимость коэффициента К от параметров опыта: скорости, движения капилляра, диаметра капилляра, формы пузыря и т.д.

Теоретические оценки коэффициента

К могут быть сделаны по известным формулам, описывающим динамику роста пузыря в жидкости. Эти оценки весьма приближенны, Формула изобретения

Способ измерения вязкости жидкостей и расплавов, при котором заполняют газом капилляр, опущенный в исследуемую жидкость, периодически изменяют и измеряют давление в газе, по которому определяют вязкость, отличающийся тем, что, с целью повышения точности и надежности измерений при длительном контроле вязкости, заполняют газом капилляр до образования пузыря на конце капилляра, изменяют давление газа путем вертикального нозвратнопоступательного перемещения капилляра между двумя уровнями в жидкости, не нарушая при этом стабильности сегмента сферы пузыря, измеряют в некоторой точке разность между давлением, которое имеет газ при движении капилляра, и данлением, которое имеет газ при неподвижном капилляре.

Источники информации, принятые но внимание при экспертизе

1 . Соловьев A.Н., Каплун А.Б. Вибрационный метод измерения нязкости жидкостей. М., Наука, 1970.

2, Авторское свидетельство СССР

Р 326486, G 01 N 11/00, 1968 (прототип).

734537

Составитель Е. Устюжанин

Техред М. Петко Корректор Х. Вигула

Редактор Т. Орловская

Заказ 3233

Тираж 1019. Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,4