Способ измерения вязкости электропроводных жидкостей

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВ ИТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Реслублик(22) Заявлено00 с присоединением з (23) Гриоритет 21 287 вки йо Госу рствеииый комитетСССРедам изобретеиийи открытий публиковано 30,09,8. Бюллетень ЙЯо етения ьнеФтейавд,. Опыт вод фЭлектрон Гл(54) СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЭЛЕКТРОПРОВОДНЫХЖИДКОСТЕЙ, нения измер Изизмере способ измерениящийся в измерениили качения) шараи наклонном) канаследуемой жидкостьюи 2,эвестен также ости, эаключа ени падения (ртикальном (и заполненном и У двумя метка вя в л м оба состоят мгновенноперативного го процес- и неодноидкостей, так даиндикации ти на шкале Недостатки данного спос в невозможности измерения го значения вязкости для о регулирования того или ино 5 са, вязкости неустойчивых родных многокомпонентных ж например пульп, эмульсий и лее, а также невозможность измеряемой величины вяэкос 20 измерительного прибора.агаемому родольной ванный и скоростью ти, порую разруениями о ихповерхболее близким к предлся способ измеренияти жидкости 3, оснисимости между силойной деформации жидкоой в виде струи, котсесимметричными воэмущиндрическиению под д На являе вязко на за одноо давае шают на цил сокращзовани систем ких ср пробы услови е объемы и п ействием сил обретение относится к способамния вязкости и может быть использовано в автоматизированных системах управления технологическимипроцессами в нефтяной, строительной,химической и пищевой промышленности.Известен способ для измеренияусловной вязкости жидкости 1, заклюЧающийся в измерении времени истечения известного объема исследуемойжидкости через канал определенногосечения с дальнейшим переводом единиц условной вязкости (секунды) вобщепринятые единицы измерения (сантистоксы, сантипаузы) по змперическим формулам типаМ = а 1 ВТ,где р - кинематическая вязкостьжидкости;а,В - коэффициенты приведения;Т ; условная вязкость,Недостатками способа являютсяневысокая точность и условность измерения, непригодность для исполья в замкнутых, герметичныхах контроля за состоянием жидед, так как требует или отбораи измерения при атмосферныхях, или значительного усложонструкции и самого процессностного натяжения рассчитывают вязкость по формуле"1) - кинематическа яэкостьжидкости;Е(и Е- ЭДС в точках измерения;К - коэффициент пропорциональности, 55На чертеже изображена схема устройства для осуществления предлагаемого способа.Устройство содержит цилиндрический корпус-электрод 1, завихритель 0 2 потока (струи) жидкости, коаксиально расположенные электроды 3 и 4, изолятор 5, магнитную систему (соленоид) б и вычислитель 7, причем завихритель 2 потока расположен в 65 где где (э - поверхностное натяжение; 5до - радиус цилиндрическогообъема в момент временидлина цилиндрического объемав момент времени +д;д 1 - ;время сокращения объема от( 10до 1.Недостатками известного способаявляются сложность реализации алгоритма определения вязкости и необходимость определения для этого поверхностного натяжения измеряемой жидкости. Кроме того, для использованияв автоматизированных системах управления технологическими процессами,где по величине вязкости судят осостоянии, например однородности, измеряемых сред, таких как водоцементная смесь в строительстве, промывочная жидкость в бурении скважин, пасты,суспензии и эмульсии в пищевой промышленности, нефтегазоводяная эмульсия в системах проМыслового сбора итранспорта нефти, электролиты в химической промышленности, требуетсясложное конструктивное исполнение.Цель изобретения - упрощение про- ЗОцесса измерения мгновенного значениявязкости жидкости,Поставленная цель достигаетсятем, что в способе измерения вязкости,электропроводной жидкости, при 35котором на струю жидкости воздействуют внешними факторами, струе жидкости придают вращательное движение,и, воздействуя на нее магнитным полем, направленным перпендикулярно 4 Отангенциальной составляющей вектораскорости жидкости, измеряют электродвижущие силы (ЭДС) по крайней мерев двух разнесенных по длине струиточках, а по отношению величинэтих ЭДС судят о величине измеряемой 45вязкости.Вязкость жидкости рассчитывают поФормуле корпусе-электроде 1 со стороны на" бегающего потока жидкости, электроды 3 и 4 являются внутренними и разнесены по оси корпуса, а электрод 3 установлен в зоне завихрителя потока,Устройство может быть снабжено выпрямляющим насадком 8 и узлом осевого перемещения электрода 4.Устройство работает .ледующим образом.Поток жидкости, пройдя завихритель 2, приобретает винтовое вращение в кольцевом пространстве между корпусом-электродом 1 и электродами 3 и 4 с изолятором 5. При этом направление магнитного поля соленоида б совпадает с продольной осью струи жидкости (и устройства), но не совпадает с вектором сксрости струи жидкости, поэтому между парами электродов 1 и 3, 1 и 4 наводятся ЭДС Е и Е, пропорциональные соответственно мгновенным величинам тангенциальных составляющих скорости жидкости Ч и Ч 2. Это можно записать в виде функциональной зависимости видаЕ = й(Ч ) = Е(а), (1)Е 2= Й (Ч 2) = Е (О,Р) (2) где ) - кинематическая вязкостьжидкости;Я - расход жидкости через устройство;Ч и Ч - тангенциальные составляющиескорости жидкости.За счет сил внутреннего трения, присущих реальным жидкостям, обладающим вязкостью, тангенциальная составляющая скорость ЧЧ, что следует из известного выражения(3)ь" 42 ж.Мгде 2 - масштаб турбулентности;М - кинематическая вязкость;время.Это. выражение в данном случаехарактеризует уменьшение тангенциальной составляющей скорости струижидкости (затухание возмущенияф,вызванного завихрителем 2),Исходя из вышесказанного и Формул (1) и (2) можнс записать- = - - =Я 4) (4),юю)Вычислитель 7, например логометр,реализует деление двух напряжений,что, учитывая постоянство расходачерез устройство в каждый Фиксированный момент времени, и дает искомуювеличину вязкости.Таким образом, несложное конструктивное выполнение устройства и прос"тота операций с измеряемой жидкостьюпозволяет получить сигнал, пропорциональный вязкости жидкости, и использовать его в автоматизированныхсистемах управления беэ дополнительных, усложняющих процессы управленияи конструкцию системы, техническихрешений.868473 Формула изобретения Составитель Э.Скорняковермелштайн Техред А. Бабинец Корректор С. Шекма едактор Тираж 910 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 3035, Москва, Ж, Раущская наб д. 4/5акаэ 8308/5 Филиал ППП Патентф, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Способ измерения вязкости электро- проводных жидкостей, при котором на струю жидкости воздействуют внешними факторами, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью упрощения5 процесса измерения, струе жидкости придают вращательное движение и, воздействуя на нее магнитным полем, направленным перпендикулярно тангенциальной составляющей вектора0 скорости жидкости, измеряют электро- движущие силы (ЭДС) по крайней мере в двух разнесенных по длине струиточках, а по отношению величинэтих ЭДС судят о величине измеряемойвязкости.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Муравьев В.М. и Середа Н.Г.Основы нефтяного и газового дела,М., Недра, 1967, с, 81-82,2, Авторское свидетельство СССРР 631803, кл. С 01 М 11 /08, 1978,3, Авторское свидетельство СССРУ 693152, кл, С 01 Б 11/00, 1975