Устройство для определения вязкости неньютоновских и дисперсных систем

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК дц С 01 М 11/14 ИЯ АНИЕ ИЗОБРЕТ К А ВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ енга 1,ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТ(56) 1. Авторское свидетельство СССР319880, кл. б О 1 М 11/00, 1970.2. НцвваЬ 8. М., Багге 1%. К. Ап цЫд)т вйеаг гесогйпд изсогпе 1 ег Та1970, 53,1, с. 96-101 (прототип) 801075121 А(54) (57) УСТРОИСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ НЕНЬЮТОНОВСКИХ И ДИСПЕРСНЫХ СИСТ" М, содержащее продолговатую форму для помещения в нее исследуемого материала, внутри которой расположена деформирующая лента с направляющими роликами и чувствительный элемент в виде площадки, соединенный с тензометрическим датчиком, отличающееся тем, что, с целью повышения точности измерения вязкости, чувствительный элемент выполнен как часть формы, деформирующая лента и поверхность формы расположены горизонтально, а площадь чувствительности элемента соотнесена к площади деформирующей ленты, как 1;100.Изобретение относится к исследованию гидродинамических свойств неньютоновских и дисперсных систем, точнее к устройствам для измерения вязкости волокнистых суспензий целлюлозно-бумажной промышленности.Известно устройство для измерения вязкости неньютоновских жидкостей в потоке, содержащее две поверхности, расположенные под острым углом друг к другу. Способ измерения в этом устройстве заключается в том, что одна из поверхностей - движущаяся лента натянута между двумя роликами, один из которых соединен с приводом. К ленте, снабженной слоем испытуемого раствора, под определенным углом прижата пластина из бронзы, которая образует с лентой клиновидный зазор. Вязкость измеряется в клиновидном зазоре при движении ленты с определенной скоростью. В клиновидном зазоре находится неподвижный относительно пластины и движушейся ленты слой раствора. Неподвижный слой располагается под углом ф по отношению к ленте, Вязкостные свойства находятся в зависимости от величины отношения,В/Ф 111.Однако данное устройство характеризуется рядом су Шественных недостатков, Так, например, вязкостные характеристики имеют относительный характер. Определение параметра,В отличается сложностью и сопряжено с большими погрешностями. Неподвижный слой исследуемого раствора, располагающийся между бронзовой пластиной и движушейся лентой, зависит от скорости ленты, что вносит существенную погрешность в параметр,б .Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому результату является устройство для измерения вязкости неньютоновских и дисперсных систем, содержащее продолговатую форму для помешения в нее исследуемого материала, внутри которой расположена деформирующая лента с направляющими роликами и чувствительный элемент в виде площадки, соединенный с тензометрическим датчиком 2.В данном устройстве соотношение поверхностей деформирующей ленты и измерительной площадки чувствительного элемента равно 1:1.Точность измерения этого устройства невелика. Так, например, касательные напряжения в зазоре возникают не только от движения ленты, но и под влиянием силы тяжести. Действительно, в указанном устройстве направление силы тяжести совпадает с направлением движения ленты, т.е. с направлением действия касательных напряжений, тем самым искажая истинное значение вязкости.Другим недостатком является искажение значений величин вязкости вследствие на личия концевых эффектов. Искажения обусловлены возникновением трубулентности непосредственно на. концах чувствительного измерительного элемента особенно в местах входа суспензии в зазор и выхода ее из зазора. Искажения фиксируются чувстви.5тельным измерительным элементом и, тем самым, вносят изменения в измеряемые величины вязкости.Целью изобретения является повышениеточности измерения вязкости.О Эта цель достигается тем, что в устройстве для определения вязкости неньютоновских и дисперсных систем, содержашем продолговатую форму для помещения в нее исследуемого материала, внутри которой расположена деформируюшая лента с направляющими роликами и чувствительный элемент в виде площадки, соединенный с тензометрическим датчиком, чувствительный элемент выполнен как часть формы, деформирующая лента и поверхности формы расположены горизонтально, а площадь чувствительного элемента соотнесена к площади деформирующей ленты, как 1:100.На фиг, 1 схематично изображено предлагаемое устройство; на фиг. 2 -- тарировочный график.25 Предлагаемое устройство включает продолговатую форму в виде кожуха 1 со штуцерами 2 и 3 соответственно для ввода и вывода волокнистой суспензии, деформируюшу 1 о ленту 4, натянутую на направляющие ролики 5, один из которых соединен с при- ЗО водом (не показан) и чувствительный элемент, содержащий измерительную площадку 6, установленную в кожухе заподлицо с его стенкой и соединенную с помощью балочек 7 с датчиками 8. Датчики 8 соединены с самопишущим электронным мостом 9.Верхний и нижний концы балочек 7 имеют механическую связь с измерительной площадкой 6. Измерение вязкости осуществляют посредством определения величины электрического сигнала тензометров-датчиков 4 О 8. Величины электрических сигналов тензометров пропорциональны величине касательных напряжений, возникающих при воздействии движушего потока жидкости на измерительную плошадку 6.Вязкость определяется по формуле 45Йа 8эФ= 5.Чгде 1 - тарировочный коэффициент, Н(мм;а - отклонение пера самопишушего моста, мм;11 - расстояние между движущейся лентой и рабочей (измерительной площадкой), м;5 - площадь рабочей (измерительной)площадки, м;ц- скорость движения ленты относительно рабочей (измерительной) 55плошадки, мс.Постоянные величины К з, К ч послепреобразований составляют постоянную1 О 5121личины эффективной вязкости и свободно от погрешностей, вносимых концевыми эффектами и силой тяжести. Отсутствие концевых эффектов обусловлено тем, что чувствительный элемент расположен вдали от зон возникновения турбулентности ввиду того, что величина площади чувствительного элемента составляет 0,0025 см, а величина площади деформирующей поверхности ленты равна 0,25 м, т.е. их соотношение равно 1:100.Соотношение размеров площадкки чувствительного элемента и площади деформирующей поверхности ленты выбрано из условия обеспечения минимальной длины входного участка деформируемой зоны Е .Увеличение длины входного участка ограничивается величиной прогиба ленты 21., который пропорционален квадрату длины ленты -(21.). Длину ленты -21. делают минимальной, чтобы избежать колебаний величины зазора вследствие прогиба ленты над измерительной площадкой.Уменьшение влияния силы тяжести наистинную величину касательных напряжений достигается тем, что направление действия силы тяжести в предлагаемом способе не совпадает с направлением действия касательных напряжений. Векторы сил тяжести и касательных сил расположены под углом 90 друг к другу, действием сил тяжести пренебрегают.В результате изменения направлениявектора касательной силы исключается необходимость сложных вычислений для определения истинных скоростей сдвига в зазоре, так как профиль скорости становится близок к линейному, что упрощает процесс измерения вязкости.Использование данного устройства позволяет снизить расход сырья для получения изделий. Процесс измерения вязкости может быть выполнен также в автоматизированном непрерывном режиме.1075121 0,96 0,147 70е,м 6 ГО ФО бОшение пера саиопишщеФиг 7 Филатова К П митета С открытий кая наб.,ул. Про-з едактор Н. Лазаренкоаказ 231/35ВНИИПИпо113035, Мфилиал ППП Составитель В Техред И. Верес Тираж 823 Государственного к елам изобретений и сква, Ж - 35, Раушс Патент, г. Ужгоро