ВУЗ:
Составители:
4. Пневматические методы измерения и их классификация
Вискозиметрия (лат. viscous – клейкий + гр. metre – мерю) – раздел физики, занимающийся методами измерения
вязкости (внутреннего трения).
Несмотря на существование большого количества методов измерения вязкости, их развитие непрерывно продолжается,
с целью увеличения точности и расширения пределов измерения, обеспечения непрерывной автоматической работы в
реакционных аппаратах, повышения надежности при работе во взрыво- и пожароопасных условиях, при определении
характеристик агрессивных, токсичных и коагулирующих жидкостей.
Требования, предъявляемые к современным методам измерения вязкости, сформированы в [43]:
− обоснование расчетных соотношений и указание границ применимости;
− достаточная простота конструкции, воплощающей метод, и доступность приборов, обеспечивающих реализацию
метода;
− пригодность методов для измерения в широких интервалах температур и давлений;
− точность, чувствительность метода и воспроизводимость полученных результатов;
− наличие опытных данных по хорошо изученным веществам, позволяющим оценить возможности метода;
− пригодность метода для автоматизации и работы с ЭВМ.
В [14] проведен сравнительный анализ различных методов измерения вязкости с учетом условий использования
соответствующих измерительных приборов в сочетании с основными устройствами пневмоавтоматики. При анализе
учитывались не только метрологические показатели, но и надежность, простота элементов и устройств в изготовлении и
обслуживании, возможность непосредственного включения измерительных элементов в пневматическую систему
автоматического контроля, управления и др. в результате анализа авторами сделан вывод, что из известных методов
измерения вязкости наиболее точным является капиллярный метод. Преимущества метода заключаются в простоте и
дешевизне приборов, а также в том, что математическая теория метода точно разработана и свободна от приближений, что
весьма важно для инженерной методики расчета измерительных устройств.
Научные основы вискозиметрии основаны на законах гидродинамики вязкой жидкости, а методы измерения вязкости
базируются на решенных задачах гидродинамики [15].
Общая классификация методов и средств измерения реологических характеристик дана проф. М.П. Воларовичем [16,
17]. Он исходил из того, что любое устройство для измерения реологических характеристик создает и одновременно
измеряет поле напряжений и деформаций внутри жидкого вещества.
По распределению полей во времени различают стационарные методы, в которых приложенные напряжения не
изменяются в процессе измерения, и динамические, в которых приложенные к жидкости напряжения изменяются в процессе
измерения.
По распределению полей деформаций и напряжений в объеме исследуемой среды различают методы однородной и
неоднородной деформации.
В зависимости от подходов к изучению деформаций методы реометрии делят на дифференциальные, позволяющие
непосредственно измерять деформацию в каждой точке исследуемого вещества, и интегральные, позволяющие наблюдать
суммарный эффект действия полей деформаций. Существует большое количество интегральных методов измерения
вязкости, каждый из которых соответствует определенным контролируемым веществам и условиям измерения, в основу
которых положены различные физические явления и процессы. К классическим интегральным методам измерения вязкости
относятся капиллярный метод (метод истечения), ротационный метод и метод Стокса.
Кроме указанных классических имеется множество других методов измерения вязкости. Поскольку вязкость вещества
проявляет себя в свойстве сопротивляться силовой нагрузке, то методы измерения вязкости удобно рассматривать исходя из
принципов нагружения измеряемой жидкости элементами измерительного преобразователя. Методы измерений в
производственном процессе используют большей частью простые принципы нагружения, устанавливающие вид деформации
исследуемого материала и измеряемые величины, при которых тензоры напряжения и скоростей деформации существенно
упрощаются (табл. 1) [18].
Методы, в которых в процессе измерения на жидкость оказывается силовое воздействие (нагружение) газом и
информативным параметром является один из параметров состояния газа, относятся к пневматическим. Современные
пневматические методы используют все принципы нагружения, за исключением принципа, связанного с созданием течения
Куэтта.
Все пневматические методы измерения вязкости по виду нагружающего элемента можно разделить на
пневмометрические капиллярные, пузырьковые и деформационные (рис. 2). С учетом физических особенностей процессов,
происходящих в измерительных преобразователях (ИП), пневмометрические методы можно разделить на методы истечения
при постоянном давлении в емкости ИП и методы истечения при подаче газа с постоянным расходом в емкость ИП;
пузырьковые – на барботажный и струйно-барботажный. Деформационные методы подразделяются на бесконтактные
струйные автоколебательные, струйные с периодическим воздействием и пневмометрические.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 8
- 9
- 10
- 11
- 12
- …
- следующая ›
- последняя »
