Способ определения предельного напряжения сдвига вязкопластичной среды

(51)5 С 01 И 11/10 ОПИ Е ИЗОБРЕТЕНИ ектно-конструкторкий институт втоснаба СССР Терентьев, Бабурин етельство СССРИ 11/10, 1982.ЛЕНИЯ ПРЕДЕЛЬНОГОЯЗКОПЛАСТИЧНОЙ сследова обрете йств т ния с чих вязкопластичных частности о ния реолоурированных пользовано ги по в ниюсредлогиныхвано о чески представеализации предо о а мерство по в жени ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРПРИ ГННТ СССР КОМУ СВИДЕТЕЛЬСТ 1(71) Всесоюзный проский и технологичесричных ресурсов Гос(54) СПОСОБ ОПРЕДЕНАПРЯЖЕНИЯ СДВИГА ВСРЕДЫ(57) Изние касается ских параметров струк остей, и может быть и Изобретение относится к исследовасвойств текучих вязкопластичныхв частности к определению реоческих параметров структурирован- жидкостей, и может быть использопри определении предельного напряжения сдвига волокнистых суспензий.Цель изобретения - обеспечение точности определения при исследовании волокнистой суспензии.Согласно. способу определения предельного напряжения сдвига вязкопластичной среды, включающему погружение в среду пуансона под действием нагрузки, фиксирование глубины погружения и расчет предельного напряжения сдвигаеличине нагрузки и площади погруой в среду поверхности пуансона,при определении предельного напряжения сдвига волокнистых суспензий.Цель изобретения - обеспечение точности определения при исследованииволокнистой суспензии. Достигаетсяэто тем, что в способе определенияпредельного напряжения сдвига вязкопластичной среды, включающем погружение пуансона под действием нагрузки,фиксирование глубины погружения и расчет предельного напряжения сдвигапо величине нагрузки и радиусу погруженной в среду поверхности пуансона,погружают пуансон, выполненный покрайней мере в верхней части в видеполусферы, а расчет предельного напряжения сдвига производят по величиненагрузки, определенной после полногопогружения пуансона. Зил,погружают пуансон, выполненный крайней мере в верхней части в полусферы, а величину нагрузки деляют при полном погружении пу на. На фиг.1-3 схематилено устроиство для рлагаемого способа.Устройство содержит пуансон 1 сштоком 2, систему 3 фиксирования пгружения пуансона 1 и емкость 4, зполненную исследуемой средой.Пуансон 1 может быть выполнен ввиде пустотелого или сплошного шараили в виде полусферы в верхней частии тела вращения любой формы, наприконуса - в нижней части. Устройсодержит также загрузочное при 153 б 2 б 7Относительная ошибка определения 1 предлагаемым способом примерно в 1,5 раза меньше чем известным способом.Уменьшение ошибки при использовании предлагаемого способа достигается за счет того, что в верхней части сферической поверхности пуансона составляющая напряжения сдвига направлена почти горизонтально и чем больше погружена сферическая часть пуансона, тем меньший вклад вносит оставшаяся часть в величину силы сопротивления погружению пуансона. В случае конического пуансона, чем больше погружен последний, тем боль- ший вклад касательной составляющей ЛСо 2 Я,ется как Л с чЛЬ2 ЛЬ ) ш т.Б. 1 45 50 получаем: о иКф ( ) "о 4 1 2 ЛЬ способление 5 дпя подачи внутрь пуансона материалов, обеспечивающих регулирование нагрузки на пуансон 1, Устройство может быть снабжено грузовой5 площадкой б, закрепленной на пггоке пуансона.Суспензия волокон (целлюлозы, древесной массы или макулатуры) при концентрации 1-37 запивается в емкость. Пуансон в эастопоренном состоянии устанавливается таким образом, чтобы его нижняя часть касалась поверхности суспензии. Затем отпускает;ся стопор и подается нагрузка до тех пор, пока пуансон почти полностью не погрузится в суспензию. В этом состоянии фиксируется глубина погружения пуансона и его вес вместе с нагрузкой. По полученным данным рассчитывают предельное напряжение сдвига. Для шарового пуансона; 25 где ДС - вес шарового пуансона вместе с нагрузкой за вычетом силы АрхимедаОтносительная ошибка при определении предельного напряжения сдвига при помощи конического пуансона определяЛо 2 ЛЙ(- -- )о 1 кгде Ь - глубина погружения коничесМкого пуансона,дЬ - ошибка измерения глубиныпогружения.Относительная ошибка определенияпредельного напряжения сдвига предла 40гаемым способом шаровым пуансоном(фиг . 2) определя ется как где ЛЬ - ошибка измерения глубины погружения пуансона; ЫЬ = /В. - Ь,); В - радиус шарового пуансона,Сравнивая полученные выражения и ЛЬ полагая, что Ь= 2 К, -- = 0,1, напряжения сдвига вносится в силу сопротивления погруженного пуансона.П р и м е р 1. Определяли предельное напряжение сдвига суспензии небеленой сульфатной целлюлозы прио концентрации 1 Е и температуре 20 С. Использовали пустотелый шаровой пуансон с диаметром шара 40 мм. Нагрузку в шаровой пуансон подавали в виде стальных шариков размером 1 мм через полый шток диаметром 2 мм. Глубину погружения пуансона фиксировали с помощьюоптической системы. Измерение повторяли 10 раэ. По полученным данным находили среднее значение предельного напряжения сдвига и относительную ошибку измерения. Получили следующие данные:Предельное напряжениесдвига, Па 8,1Относительная ошибкаизмерения, 7 12,8П р и м е р 2. Осуществляли аналогично примеру 1, Использовали конический пуансон с углом при вершинеобО . Нагрузку подавали на грузовую площадку. Получили следующие данные:Предельное напряжениесдвига, Па 5,8Относительная ошибкаизмерения, 3 17,2 П р и м е р 3. Определяли предельное напряжение сдвига суспенэии беленой сульфатной целлюлозы при концентрации 1,62 и температуре 20 С. Использовали шаровой пуансон диаметром 10 мм, Нагрузку подавали на грузовую площадку. Порядок проведения опыта и обработки результатов измерений аналогичен примеру 1. Получили следующие данные:.1536267 80,5 12,8 10 Предельное напряжениесдвига, Па 60,4Относительная ошибка измерения, 7 8,6П р и м е р 4, Осуществляли аналогично примеру 3: Использовали конический пуансон с углом при вершине 45 . Получили следующие результаты:Предельное напряжениесдвига, Па 58,2Относительная ошибкаизмерения, 7. 12,3П р и м е р 5. Определяли предельное напряжение сдвига суспензии макулатуры марки МСпри концентрации 37, и температуре 20 С. Опыт осуществляли аналогично примеру 3. Получили следующие результаты:Предельное напряжениесдвига, Па 86, 4Относительная ошибкаизмерения, 7 11,6П р и м е р 6. Осуществляли аналогично примеру 5. Использовали ко 25 нический пуансон с углом при вершине 45 . Получили следующие результаты: бПредельное напряжениесдвига, НаОтносительная ошибкаизмерения, 7 Предлагаемый способ обеспечиваетточность определения при исследованииволокнистой суспензии. Формула изобретения Способ определения предельного напряжения сдвига вязкопластичной среды, включающий погружение в среду пуансона под действием нагрузки, фиксирование глубины погружения и расчет предельного напряжения сдвига по величине нагрузки и площади погруженной в среду поверхности пуансона, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью обеспечения точности определения при исследовании волокнистой суспенэии, погружают пуансон, выполненный по крайней мере в верхней части в виде полусферы, а величину нагрузки определяют при полном погружении пуансона.1536267Составитель Н. Цветкова Редактор Т.Лазоренко Техред М.Ходанич Корректор Т.Малец Заказ 103 Тираж 482 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва Ж, Раушская наб. д. 4/5 Производственно в издательск комбинат "Патент", г. Ужгород, ул, Гагарина, 101