ВУЗ:
Составители:
ж
к
ж
жк
Re
ν
=
η
ρ
=
WdWd
.
Переход ламинарного потока в турбулентный должен происходить, когда Re достигнет некоторого значения от 1400 до
2200. Это определено экспериментальным путем для капилляров.
Ограничивая скорость течения значениями, не достигающими тех, которые соответствуют Re = 1400, может быть
исключена турбулизация потока контролируемой жидкости.
Пуазейль экспериментально доказал, что в его формулу необходимо вводить поправку на кинетическую энергию.
Поправку на кинетическую энергию получили Гагенбах и Куэтт. При приложении продавливающего перепада давления
∆Р
часть его идет на преодоление вязкого сопротивления, тогда как остальная часть идет на увеличение кинетической энергии
жидкости.
Значение вязкости с поправкой на кинетическую энергию определяется уравнением [47]
к
ж
к
4
к
ж
88 l
mQ
Ql
rP
π
ρ
−
∆π
=η
,
где m – численный коэффициент.
Коэффициент m у различных авторов имеет различные значения от 0,8 до 1,12 (Гагенбах m = 0,793; Куэтт m = 1,00;
Буссинеск m = 1,12).
Куэтт предложил учитывать влияние турбулизации потока у концов капилляра. Эта поправка сводится к «фиктивному»
удлинению капилляра. При этом формула для определения вязкости имеет вид
()()
λ+π
ρ
−
λ+
∆π
=η
к
ж
к
4
к
ж
88 l
mQ
lQ
rP
,
где
λ – коэффициент, определяемый опытным путем.
Поскольку мы рассматриваем случай стационарного потока, объем жидкости V, протекающей по капилляру в течение
времени t, равен
t
l
rP
V
жк
4
к
8 η
∆π
=
. (1.23)
Как видно из (1.22) и (1.23) о вязкости можно судить путем измерения соответствующих физических величин, входящих в
уравнение Пуазейля, т.е.
,const
8
где,
к
4
к
11ж
=
π
=∆=η
Ql
r
kPk
const
8
где,
1
4
к
22ж
=
∆π
==η
lk
rP
k
Q
k ,
const,
8
где,
к
4
к
33ж
=
∆π
==η
Vl
Pr
ktk
.const
8
,
1
к
4
к
44ж
=
∆π
==η
l
Ptr
k
V
k
При любом методе измерения вязкости нужно иметь в виду, что вязкость, как было указано выше, в значительной
степени зависит от температуры и, как правило, с увеличением температуры падает для жидких веществ и возрастает для
газов. Поэтому температуру, при которой определяется вязкость вещества, необходимо всегда точно знать и поддерживать
постоянной в течение измерений. Если нет возможности поддерживать заданное значение температуры, то необходимо
осуществлять коррекцию результатов измерения или компенсацию влияния величин температуры на происходящие
физические процессы.
1.2. МАТЕМАТИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ ОБОБЩЕННОГО
ПНЕВМОГИДРАВЛИЧЕСКОГО ИЗМЕРИТЕЛЬНОГО ЭЛЕМЕНТА
Реализация пневматических методов измерения вязкости жидкостей возможна устройствами, работающими в
непрерывном, дискретном и непрерывно-дискретном режимах. Общность физических процессов, используемых при
реализации капиллярных методов, позволила синтезировать обобщенную конструкцию пневмогидравлического
измерительного элемента (ПГИЭ), способного работать как внутри (погружного типа), так и вне контролируемой жидкости
(выносного типа) [48, 49]. Структурные схемы пневматических измерительных элементов представлены на рис. 1.3. Такое
представление ПГИЭ позволяет решить вопрос о едином математическом описании физических процессов, происходящих
при измерении, что в свою очередь дает возможность учитывать влияние конструктивных особенностей выполнения
измерительного преобразователя и неконтролируемых величин на результат измерения.
Газ и жидкость, участвующие в измерительном процессе, предполагают использование некоторого емкостного элемента
с дросселирующими органами Д
1
и Д
3
для газа, Д
2
и Д
4
для жидкости. Дроссели Д
1
…Д
4
имеют проводимости α
1
…α
4
,
соответственно. Давления Р
1
…Р
4
на входах соответствующих дросселей и расходы веществ G
1
…G
4
через эти дроссели могут
быть как постоянными, так и переменными
Рассмотрим процессы, происходящие в ПГИЭ, учитывая, что:
− в переходном режиме расход газа по дросселю Д
1
в каждый фиксированный момент времени является таким же,
каким он был при данном перепаде давлений в установившемся режиме;
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 19
- 20
- 21
- 22
- 23
- …
- следующая ›
- последняя »
