Способ измерения тиксотропии

1 ) Дополнительное к 22) За я вле но 16. 1 01 й 11/14ДК 539.137 (088.8) с присоелине ем заявк Государственный камит 3) Приоритет Опубликов Дата опу СССР ао делам иэвбретени и атнрытнй. Го 72) Авторы изобретен и Новочеркасский ордена Трполитехнический институ ого Красного Знамени Серго Орджоникидзе(7 е ЕРЕНИЯ ТИКСОТРОПИИ НЕНЬЮТОНОВСКИХСТРУКТУРИРОВАННЫХ ЖИДКОСТЕЙ И Изобретение отнизучения реологичестериалов, а болеетиксотропного эффеструктурированныхбыть использованоковках как научнохарактера, так и прчения. к способамараметров мано к изучению неньютоновскитях, и может борах и устаовательского енного назнаоситс х п конкре т 5 при исслед мы ерения тиксотрокривым . теченостной и вязкостеляемым из еИзвестен способ измпии по гистерезиснымния 1), по пикам прочной тиксотропии, опред д формационных кривых 2.Известные способы являются динамическими, так как непосредственное измерение тиксотропного эффекта сопровождается тем или иным перемещением измерительной поверхности в исследуемой жидкости. Это вносит неопределенную погреши.сть в измеряемые параметры из за невожожности учета инерционности элементов прибора а также за счет .вно.имых помех йроа вт. с е иЛ- ву7 (21) 2543983/18-25 в, Ю, К, Казанов и Н, Д. Филато цессу восстановления пространственной структуры жидкости при перемешении в ней измерительного органа.Известен способ измерения тиксотропии по значению сдвиговой прочности структуры, где в качестве количественной оценки тиксотропного эффекта предлагается отношение величины сдвиговой прочности, замеренной через определенный промежуток времени после прекрашения разрушения структуры, к минимально возможному сопротивленито на измерительном органе при полностью разрушенной структуре 3.Замер сдвиговой прочности восстанавливаемой после разрушения структуры может послужить основой для оденки тиксотропного эффекта неразрушающим способом. Однако описанный способ не позволяет получить полную картину тиксотропного восстановления структуры во времени, так как сдвиговая прочность замеряется у полностью восстановленной структуры. Кроме того, при ее замере к3 73596измерительному органу прикладываетсядискретно возрастающая нагрузка (паде-.ние стальных шариков в контейнер), чтовносит погрешность в измеряемую величину.Известен способ изучения структурных5изменений иизмерения стационарных характеристик текучести высоковязких жидкостей, по которому мощный электродви гатель приводит во вращение маховик до 1 Озаданной частоты вращения, после чего спомощью быстродействующего электромагнитного вентиля включает;я пневМатическая пластинчатая муфта. При этом в измерительной камере начинает вращатьсядиск, который вместе с укрепленным натрубчатой пружине конусом образует измерительную щель. Затем с помощью пластинчатого тормозаосуществляется быстрое торможение и цикл с той или другойчастотой вращения вала может быть повторен. Измерения проводятся ротацйонным реометром во время совместного дви-.жения диска и конуса 4,Целью изобретения является изучениебыстропротекающих во времени пропессовструктурообразования в неньютоновскихжидкостях, а также повьпцение точности" замера тиксотропного эффекта.Это достигается тем, что исследуемуюжидкость помещают в контейнер с находящимся в нем заарретированным измерительным органом, подвергают. ее интен.сивному перемешиванию в течение определенного времени, по окончании которого 35измерительный орган разаарретируюти к нему прикладывают линейно возрастающую нагрузку до момента начала движения измерительного органа относительнонеподвижного контейнера. Изменяя скоростьовозрастания нагрузки на измерительноморгане, получают семейство сдвиговойпрочности структуры в различное времяпосле ее разфушения, по которым строится кривая тиксотропщ)ГО ущючнения жид 45костиеПредлагаемый способ иллюстрируетсячертежом.Известно, что тиксотропное восстановление структуры неньютоновских жид-50костей происходит по экспоненциальномузакону.На чертеже кривая 1 вида Р = Р,, сдвиговой прочности структуры во времени Р - текущее значение сдвиговойпроч-ности в момент т. после прекращениямеханического воздействия; Р, - максимальное значение сдвиговой прочности 7полюстью восстановленной структуры, Ф - константа тиксотропного восстановления, численно равная времени достижения Р О 63Построив такую кривую, получают полную картину тиксотропного восстановления структуры исследуемой жидкости, В изобретении предлагается нахождение кривой, используя метод сравнения двух величин: сдвиговой прочности восстанавл ива емой структуры, проявляющейся в сопротивлении начала трогания измерительной поверхности; и возрастающего движущего усилия на измерительной поверхности, которое изменяется линейно с заданной скоростью (прямые 2,3,4 и т.д.). Начало ростаэтого сопротивления совпадает с моментом прекращения механического воздействия на исследуемую жидкость. В таблице приведены результаты экспериментальной проверки способа изменения тиксотропии на примере эмалевых шликеров. Измерения проводились на ротационном вискозиметре "Реотест. В таблице представленй результаты испытаний трех шликеров: 1,2 - грунтовые, 3 - покровного. По данным, значений за фиксированной сдвиговой прочности были построены кривые тиксотропного восстановления. По методике оценки тиксотропного эффекта при обработке кривых определялись: время полного восстановления структуры, максимальное значение сдвиговой прочности полностью восстановленной . структуры и время достижения сдвиговой прочности восстанавливаемой структуры от максимального значения (константа ф в приведенном уравнении кривой восстановления), Если два первых параметра являются величинами, характеризующими конечный результат тиксотропного восстановления, то третий ха-рактеризует динамику процесса (крутизна кривой восстановления), Результаты; приведенные в трех последних графах таблицы могут быть использованы как для сравнительной оценки исследуемых шлакеов, так и для совершенствования технологического процесса эмалирования, например, для разработки эмалевых шликеров с оптимальными технологическими свойствами для механизированного процесса эмалирования. Способ может быть применен для использования любых неньютоновских структурированных жидкостей. Методика об735967 . . 6работки получаемых кривых тиксотропного ния природы исследуемой жидкости и полвосстановления зависит от задач исследова- йостью определяется экспериментатором.ачение за- фиксированной сдвигово прочности дин/см Время отначала Время полного восста новления структуры, сек корость роста моментана измерительном органедин/см сек ремя жения 0,63 сек. восстановОпыт ленияструктурыдо срываизмерительногооргана,сек мер 1 2 3 14 5 6.5 6 6,45 264 258 232 194 163 112 20 10 12,9 23,2 38,8 58,270 264 28 3,2 2,81,6 146 129 116 77,6 70 6,45 12,9 23,2 38,858,2 70 22,6105 22 146 3,4 1,2 08 40Формула изобретения 1. Воларович М. П. и др. Коллоидный журнал, 1950, т. 12, с. 169. 2. Трапезников А. А. и др. Коллоидный журнал, 1957, т. 19, с. 232. 3 Патент США Ио 3693412,кл. 6 01 Й 11/10, 1973. 4, Патент ФРГ % 2314671,кл. (01 М 11/13, 22.04.76 (прототип).Способ измерения тиксотропии неньютоновских структурированных жидкостей путем определения сдвиговой прочности, 4 структуры жидкости, о т л и ч а ющ и й с я тем, что, с целью изучения быстропротекающих во времени процессов структурообразования, жидкость помещают в контейнер с находяшимся в нем заарретированным измерительным органом, подвергают ее интенсивному перемешиванию, по окончании которого измерительный орган разаарретируют и к, нему прикладывают линейно возрастающую нагрузку до момента начала движения измерительного органа относительно аксимальное значение сдвиговой проч ности вос- становленной структуры, дин/см неподвижного контейнера, изменяют скорость возрастания нагрузки на измерительном органе, измеряют сдвиговые прочности структуры в различное время ее разрушения, по которым строят кривую тиксотропного упрочнения жидкости.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе, ул, Проектная щщал ППП фПатен едактор Л. Народная Корректор И. Муска Подписноекомитета СССР