Пневматический контроль вязкости жидких веществ. Ч. 1: Капиллярные методы измерения и устройства их реализации. Мордасов М.М - 27 стр.

UptoLike

За исключением капиллярных без давления все типы вискозиметров истечения выполняются как в виде лабораторных
приборов спорадического действия, так и в виде автоматических приборов повторно-циклического или непрерывного
действия.
Градуировка вискозиметров усложняется обстоятельством, что не существует воспроизводимой жидкости, обладающей
достаточно высокой вязкостью. Вязкость, например, как глицерина, так и касторового масла лежит в подходящих для этой
цели пределах, но вязкость глицерина слишком сильно зависит от малейших колебаний в процентном содержании воды, а
касторовое масло вообще представляет собой недостаточно определенное вещество. Поэтому вязкость жидкости,
употребляемой при градуировке вискозиметров необходимо измерять в абсолютном вискозиметре.
Эффузионные вискозиметры истечения не могут быть проградуированы в абсолютных единицах вязкости. Результаты
измерений в них выражаются в условных единицах вязкостиградусах»), различных для приборов различной конструкции.
Эти единицы характеризуют длительность истечения пробы. Ввиду простоты работы с эффузионными вискозиметрами
истечения и их надежности они широко применяются в промышленности. Приборы имеют широкий диапазон измерений,
однако уступают капиллярным вискозиметрам по точности.
На выходной сигнал капиллярных вискозиметров оказывает действие ряд параметров, изменение которых отрицательно
влияет на точность измерения. Существенное влияние на результат измерения оказывают:
измерение температуры контролируемой жидкости;
изменение уровня жидкости в технологическом аппарате;
изменение давления над поверхностью жидкости;
изменение давления или расхода газа, подаваемого внутрь измерительной емкости преобразователя в процессе
измерения;
неточности заполнения и опустошения измерительной емкости;
изменение диаметра капиллярной трубки истечения вследствие образования на ее поверхности пленки;
концевые эффекты;
динамические изменения, определяемые скоростью изменения контролируемого параметра и продолжительностью
процесса измерения.
Вискозиметры, позволяющие измерять вязкость в абсолютных единицах, делятся на первичные и вторичные. В
первичных вискозиметрах очень точно определяются размеры элементов, определяющих течение жидкости, объем
протекшей жидкости и напряжение. Они служат для измерения вязкости, как правило, калибровочных жидкостей и при
проведении весьма точных измерений. Первичные абсолютные вискозиметры сложны по устройству и служат в основном
для специальных физико-химических исследований.
Для практических целей пользуются вторичными вискозиметрами, в которых вязкость измеряется путем сравнения
скорости течения измеряемой жидкости с эталонной, вязкость которой определена в первичном вискозиметре.
При практических измерениях с помощью вторичных капиллярных вискозиметров обычно пренебрегают поправками на
концевые эффекты, при условии, что возникающая при этом ошибка была не слишком велика, и чтобы длина капилляров
была достаточно большой. Барр Г. в [15] рекомендует выбирать капилляр с размерами, удовлетворяющими неравенству
130
кк
>dl . Необходимо обеспечивать плавные переходы из измерительной емкости в капилляр и выхода из него. Последнее
особенно важно для предотвращения образования турбулентности при течении маловязких жидкостей. Кроме указанного,
чтобы избежать возникновения турбулентности, необходимо соблюдать следующее условие [73]:
при истечении жидкости под действием гидростатических сил
ghlr /Re2
2
жкрк
3
к
ν ,
при истечении жидкости под действием избыточного давления Р
к
кж
2
жкрк
3
к
/Re2 Рlr ρη .
В пневматических капиллярных вискозиметрах автоматического действия совмещены функции пробоотборного и
измерительного устройств.
Классификация погружных пневматических капиллярных вискозиметров приведена на рис. 2.1. Конструкции
вискозиметров классифицированы по следующим основным признакам: – по входному параметру газа в измерительной
емкости; – по виду выходного сигнала; – по неконтролируемому параметру, компенсированному в соответствующей
конструкции.
На рис. 2.2 изображена обобщенная функциональная схема автоматических погружных капиллярных устройств
измерения вязкости. Такая схема справедлива практически для всех разработанных вискозиметров [55, 58, 62 – 72], кроме
устройств с аэродинамической индикацией окончания истечения заданного объема контролируемой жидкости.