Способ определения вязкости жидкостей

ОП ИКАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Я К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(и) 654881 Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликовани писания 30.03.7 2) Авторы изобрете А. М. Столин, А. Г. Мержанов, Н, В. Плотникова и Б, Н. Шаталов(71) Заявитель Отделение Ордена Ленина института химической физики АН СССР ЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ Ж(54) СПОСОБ О Изобретение относится к области исследования реологических характеристик жидкостей, в частности, может быть использовано для непрерывного определения зависимости вязкости от температуры.Известен способ определения реологических характеристик в зависимости от температуры, реализованный в ротационном вискозиметре 1, согласно которому в процессе измерения температура на стенке наружного неподвижного цилиндра поддерживается на определенном уровне за счет теплоносителя, омывающего эту стенку,Недостатком способа является дискретность измерений и в связи с этим увеличение времени измерений и снижение их точности.Наиболее близкое к изобретению техническое решение - способ определения вязкости жидкостей с использованием ротационного вискозиметра путем ее деформирования, заключающийся в измерении температуры исследуемой жидкости до наступления в ней динамического теплового равновесия и отводе из зоны деформации тепла, количество которого поддерживают на заданном уровне 21.Недостатками способа являются невысокая точность измерений, обусловленная диссипативным тепловыделением, возникающим при деформированпи псследуемои жидкости, а также дискретность, сложность снятия температурной зависимости вязкости.5 Цель изобретения - упрощение снятиязависимости вязкости от температуры.Поставленная цель достигается тем, чтоподводят тепло со стороны внешнего цилиндра в количестве, достаточном для ис ключения градиента температур в зоне деформации, Количество подводимого тепла непрерывно поддерживают равным количеству тепла, выделяемого исследуемой жидкостью при ее деформировании в окружаю щую среду.Вязкое течение сопровождается диссипативным тепловыделеннем, в результате которого возникает разогрев жидкости. Прп нелинейной зависимости вязкости от тем пературы влияние теплового фактора становится существенным, поэтому опрсдсление этой зависимости имеет важное значение. Удельная мощность ламннарпого погока - количество тепла В, выдели.ощегося 25 В единицу Времени В единице ооъсма Вещества, определяется выражениемЯ=6 у,где 6 - напряжение сдвига;30 у - скорость сдвига.Техред И. Строганова Редактор Т. Рыбалова Заказ 304/11 Изд. Мо 236 Тираж 1089 ПодписноеНПО Поиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий113035, Москва, )К, Раушская наб., д. 4/5 Типография, пр, Сапунова, 2 В случае, когда поддерживается заданным кинематический параметр (расход при напорном течении или скорость подвижной границы для куэттфовского течения) и у = сопз 1, для ньютоновской жидкостиЪ"(б=р(Т)у) имеет место К=р(Т)у, Отсюда видно, что тепловыделение быстро возрастает с повышением скорости деформации, особенно в случае высоковязких сред. Это явление ограничивает возможность проведения исследований при высоких скоростях деформации.П р и м е р. Проводилось определение вязкости ньютоновской жидкости (касторового масла). Было определено: вязкость касторового масла постоянна 1 ь= 10 П в диапазоне скоростей сдвига от у=0 до у=55 1/с при температуре термостатирования Т,= =20 С, а в диапазоне скоростей сдвига от у=55 1/с до у=400 1/с вязкость непрерывно падает от 10 до 7,8 П.Изотермические условия предполагают постоянство температуры, а следовательно и вязкости. В то же время большинство исследований не отрицают наличия тепловых эффектов, особенно в области высоких скоростей сдвига для высоковязких жидкостей, поэтому в практике вискозиметрии принято при обнаружении диссипативного разогрева вносить в расчетные формулы соответствующие поправки, что необходимо сделать и в указанном выше примере после у 55 1/с.Для получения сравнительных данных параллельно проводилось определение вязкости этого же касторового масла в условиях отсутствия теплоотвода, При этом было получено: вязкость постоянна р= 10 П в диапазоне скоростей сдвига от у=О до у=55 1/с, температура постоянна Т,=20 С. При увеличении скорости сдвига температура касторового масла непрерывно растет, а вязкость падает: так при у,=150 с - , Т=21,9 С, р,=9,9 П, у=245 с - , Тз= =23,2 С, р,=8,69 П, уз=400 с - , Т=24,2 С, рз=7,6 П и т, д., т. е, получаем однозначную и непрерывную зависимость вязкости от температуры без ошибок, связанных с диссипативным разогревом. Из приведенного примера следует, что прснебрежение к уче ту тепловых эффектов приводит к грубымошибкам измерений и неправильным из них выводам.Предлагаемый способ определения вязкости жидкостей не следует рассматривать 10 как одну из попыток ослабить влияниевредного эффекта саморазогрева при измерениях, этот способ создает условия для развития саморазогрева, использования его для непрерывного нагрева жидкости, устра няя при этом распределение температурыв рабочей зоне,Использование этого способа определениявязкости по сравнению с существующими обеспечивает следующие преимущества: 20 повышение точности измерений за счетустранения распределения температуры в рабочей зоне; обеспечение возможности исследований реологических характеристик различных систем при высоких скоростях 25 деформации; получение однозначной непрерывной зависимости вязкости от температуры за счет использования саморазогрева жидкости, что значительно повышает качество выпускаемой продукции, вязкость ко торой в ходе технологического процессанеобходимо контролировать. Формула изобретенияСпособ определения вязкости жидкостей 35 с использованием ротационного вискозиметра, отличающийся тем, что, с целью упрощения снятия зависимости вязкости от температуры, подводят тепло со стороны внешнего цилиндра в количестве, достаточ ном для исключения градиента температурв зоне деформации.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе 1. Авторское свидетельство СССР 45 Ма 200309, кл. 6 01 К 11/14, 1966.2. Павлов В, П. и Виноградов Г. В. Доклады АН СССР, 125, Мо 5, 1061 (1959).