Способ измерения плотности неньютоновых жидкостей

Союз Советских Сециавкткческнх РеспубликОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АЬТОУСКОМУ СЬИ ЕТЕЛЬСТЬУ о 1)785687(22) Заявлено 26,09.75 (21) 2174756/18-25с присоединением заявки йо(51) М. Кл.8 6 01 й 9/26 Госуаарстаенкнй комнтат СССР во делам изобретенаЯ к открытмЯ(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ Изобретение относится к области исследования свойств неньютоновских жидкостей, в частности к определению их плотности, и может быть использовано для контроля и управлекия процессами полимеризации в производстве высокомолекулярных соединений.Известен способ определения плотности жидкости, заключающийся в измерении уровня погружения поплавка постоянного веса в исследуемую жкд-кость (1) .Недостатком известного способа являются высокие погрешности при из мерении плотности эа счет адгезионных свойств неньютоновских жидкостей. Известен также способ измерения плотности неньютоновсккх жидкостей путем пропусканкя исследуемой жкдкости с постоянным расходом через дроссель к измерения перепада давления на нем С 2).ДаннЫй способ является наиболее близким к описываемому способу потехнической сущности и достигаемому результату.Недостатком известного способа . является низкая точность измерения. Цель изобретения - повышение точ"ности.Поставленная цель достигаетсятем, что согласно предложенному способу измерения плотности неньютоновских жидкостей, заключающемуся в пропускании исследуемой жидкости с постоянным расходом через дроссель к измерении перепада давления на нем, 1 ф исследуемую жидкость прьрускают черездва капилляра, имеющие одинаковые длину и диаметр, но разные местные сопротивления потоку, а об измеря.- емом параметре судят по разности пе репадов давления на капиллярах, выполненных линейной и спиральной фор- ЬЫ е На чертеже блок-схема устройства, 2 п реализующего способ.Устройство содержит два дросселя1 и 2, два дифманометрических пре-,образователя 3,4 с унифицированнымквыходными сигналами, сумматор 5 и 25 регистркрукв 1 кй прибор 6.Дроссели 1 и 2 представляют собой капилляры одинакового диаметраи длины, причем дроссель 2 выполнен в форме, обеспечивающей максиЗо мальный коэффициент на местных сопИПИ Заказ 8830/44 аж 1019 Подписное ротивлениях, например в форме спирали.Контролируемую среду пропускают в режиме постоянного расхода через дроссели 1 и 2. С помощью преобразователей 3 и 4 измеряют перепады давления на дросселях (капиллярах) 1 и 2 соответственно. Сигналы от дифманометрических преобразователей подают на сумматор 5, при помощи которого находят разность этих сигналов.Выходной сигнал сумматора 5, пропорциональный плотности измеряемой среды, регистрируют прибором б.При течении жидкости по каналу постоянного сечения общий перепад давления складывается иэ потерЬ на трение 5 по длине и суммы всех потерь на местных сопротивлениях.Применительно к капилляру 1, имеющему длину 1 и диаметр д, справедливо выражение: 20 11 ЫИЮЯ Д ЧЧ1ехВЬЮ Х перепад давления,25 - динамическая вязкостьсреды; 8 д - длина и диаметр капилляра; У - плотность среды; Ч средняя скорость потока ЗО в канале постоянного сечения; в- коэффициенты местных сопвх Выхротивлений,Первый член правой части представ ляет собой потери давления на трение. по длине, два других - потери давления на местных сопротивлениях, т.е. иа входе и выходе из капилляра,Для дросселя 2, который представляет собой капилляр, выполненный по форме, обеспечивающей максимальный коэффициент местного сопротивления, например в форме спирали, при постоянном поперечном сечении по всей длине, имеет место выражение:18 Р 80 Р Ч Я Ч.,Р Ч = з-. , -1, - 1,) Последний член выражения представ 50 ляет собой дополнительные потери давления на местных сопротивлениях, возникших в результате изменения направления потока в канале при постоянном поперечном сечении по всей длине капилляра.Поскольку капилляры 1 и 7 ";зют одинаковый внутренний див . и длину, то при постоянном рас;де измеряемой среды через них обеспечивается постоянство скоростей сдвига при течении неньютоновской жидкости, а в связи с этим и равенство потерь давления на трение по длине, на входе и выходе иэ капилляров.В результате вычитания из выражения (2) выражения (1) получаем: где 3 - константа,суммарный коэффициент дополнительных местных сопротивлений.Изполучениой формулы видно, что выходнбй сигнал сумматора и измеряемая плотность контролируемой среды взаимосвязаны.Предложенный способ позволяет с высокой точностью измерять плотность неньютоновских жидкостей.Формула изобретения Способ измерения плотности неньютоновских жидкостей путем пропускания исследуемой жидкости с постоянным расходом через дроссель и измерения перепада давления на нем, о тл и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности, исследуемую жидкость пропускают через два капилляра, имеющие одинаковую длину и диаметр, но разные местные сопротивления потоку, а об измеряемом параметре судят по разности перепадов давлений на капиллярах.2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что используют капилляры линейной и спиральной формы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе1, Обновленский П.А. Основы автоматизации химических производств,-Л.: Химия, 1975, с72.2. Залмонзон Л.А; Аэрогидродинамические методы измерения входных параметров автоматических систем.-М,: Наука, 1975, с, 153 (прототип). иал ППП Патент,Ужгород, ул. Проектная, 4