Способ определения вязкости жидкостей

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ЯО 7678 Б 11/00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИемной вяз ВПЛОТЬ О обрет ГОСУДАРСТ 8 ЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ВТОРСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(71) Куйбышевский авиационный институт им. акад. С. П. Королева(56) Авторское свидетельство СССР У 1286944, кл. О 01 Б 11/00, 1985.Авторское свидетельство СССР У 1236347, кл. О 01 Б 11/00, 1984. (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИД КОСТЕЙ(57) Изобретение относится к технике вискозиметрии и может быть использовано для измерения сдвиговой и объкости при высоком давлениид фазового перехода в твердое состояние или стеклования. Целью из ения является расширение функнальных воэможностей путем дополнительного определения сдвиговой вязкости и повышения точности измерений, В двух объемах исследуемой жидкости одновременно осуществляют адиабатические изменения давления, причем в одном объеме. посредством изотропного, а в другом - плоского сжатия и расширения жидкости, затем в обоих объемах измеряют приращения температуры, по приращению температуры в объеме с изотропным сжатием-расширением опре- д деляют сдвиговую вязкость. 3 ил.Изобретение относится к техникевискозиметрии и может быть использо-вано для измерения сдвиговой и объемной вязкости при высоком давлениивплоть до фазового перехода в твердое состояние или стеклования.Цель изобретения - расширениефункциональных возможностей путемдополнительного определения сдвиговой 10вязкости и повышение точности измерений.На фиг. 1 представлена схема устройства для реализации предлагаемогоспособа; на фиг. 2 - диаграмма цикла 15из двух скачков давления; на фиг. 3 график изменения температуры в циклеизменения давления,Устройство содержит измерительнуюкамеру 1 высокого давления, в которой расположены датчик 2 для измерения объемной вязкости и датчик 3 дляизмерения линейной комбинации объемной и сдвиговой вязкостей, датчики 4давления, измерители 5 давления, изме.25рители 6 изменения фронта давления,датчики 7 температуры, измерители 8.температуры, В датчики 2 и 3 залитаисследуемая жидкость 9, которая отделена от рабочей жидкости 10 податливым резиновым чехлом 11 в датчике2 измерения объемной вязкости и плунжерным разделителем 12 - в датчике 3измерения линейной комбинации сдвиговой и объемной вязкостей, 35Датчики 2 и 3 снабжены обтюраторами 13 с электровводами высокого давленияРабочая жидкость 10 поступает отгенератора 14 давления через входное 40отверстие 15.Способ осуществляют следующим образом.С помощью генератора 14 давленияв измерительной камере 1 высокого 45давления через входное отверстие 15рабочей жидкостью 10 создается давление Р + ЬР, где ьР - адиабатический скачок давления, При этом дР с Р.Через некоторое времягенератором14 давления производится адиабатический сброс давления Ь Р рабочей жидкостью 1 О через отверстие 15,Цикл из двух адиабатических скачков давления - положительного и отри цательного - осуществляется генератором 14 давления по диаграмме, представленной на фиг. 2, где ЬР - положительный и отрицательный скачки дав где плОтнОсть жидкости 1Т - температура;Б - энтропия;- объемная вязкость;- сдвиговая вязкость; ления на уровне заданного давления,Р- длительность фронта нарастанияи уменьшения давления Р на величинускачка + ЬР, О - время между двумяскачками давленияЦикл из положительного и отрицательного скачков давления необходимдля исключения обратимого подогреважидкости, обусловленного упругими деформациями, возникающего наряду снеобратимым подогревом жидкости засчет диссипации энергии из-за сдвиговой и объемной вязкостей, При этомдля обеспечения условия диабатичности скачков давления время Т выбирается достаточным для установления термодинамического равновесия в жидкостипосле положительного скачка давления,но меньшим постоянной времени установления температурного равновесиямежду измерительной камерой 1 и исследуемой жидкостью 9,При возникновении положительногои отрицательного скачков давления резиновый податливый чехол 11 обеспечивает изотропное сжатие и расширение исследуемой жидкости 9 в датчике2, а плунжерный разделитель 12 обеспечивает плоское сжатие и расширение жидкости в датчике 3.Измерение адиабатических скачковдавления и фронтов его изменения осуществляют в датчиках 2 и 3 измерениявязкостей датчиками 4 давления и измерителями 5 давления, измерителями6 изменения фронта давления.По окончании цикла изменения давления после установления давления визмерительной камере с помощью датчиков 7 температуры и измерителей 8 температуры измеряют приращение температуры в датчиках 2 и 3 измерения вязкостей,1Приращение энтропии, обусловленное диссипацией энергии при сжатии за счет сдвиговой и объемной вязкостей в адиабатическом скачке давления, определяют в виде3 1377678 4 где С - изобарная теплоемкость.В свою очередь, дивергент скоростиравен скорости изменения относительЬЧ 15ной сжимаемости 0 = -ч 9 т.е. 203 ьт, 4 ЬТ После о-- ечТ Ф ла изобре я 4 О Способ определения вязкости жидкостей, заключающийся в установлениив объеме исследуемой жидкости статического давления, увеличении давленияскачком и уменьшении давления скачком 45 до первоначальной величиьь после истечения заданного времени, измеренииприращения температуры после установления давления, определении объемнойвязкости расчетным путем, о т л и -ч а ю щ и й с я тем, что, с цельюрасширения Функциональных возможностей путем дополнительного определения сдвиговой вязкости и повышенияточности измерений, адиабатическиеизменения давления создают одновременно в двух объемах исследуемой жидкости, причем в одном из них - посредством изотропного, а в другомплоского сжатия и расширения жидкости,или(1), разделив перировав по темпе- по времени от С = учают Подставив ременные и п ратуре от Т =Одо 1 =са интео Т п и С 2 Мч 7 - дивергент скорости;1 - время,После связи дифференциала энтропиис количеством тепла это уравнениепринимает вид оСр - = (+ -) (Жч Ч), (1) ат 4 . -ф 2 1 ачЖт Ч = О = --(2)ч а где Ч - объем жидкости.При изменении давления скачком . объем в зависимости от времени приложения давления определяется в видеч ч + ьч (1 -"Р ) (3) первоначальный объем до ,скачка давления;изменение объема эа счетсжатия;длительность фронта давленияподстановки (3) в (2) имею С(Т - Т) = (1+ 3 )8 где ЬТ = Т - Т - приращение температуры в жидкости, обусловленное дис-. сипацией энергии за счет объемной и сдвиговой вязкостей после приложения к ней скачка давления + Ь Р, Прираще-. ние температуры ЬТ(фиг. 3) в цикле из двух адиабатических скачков давления, одинаковых по абсолютной величине и длительности фронтов их изменения, определяется выражением 4 0 1ЬТ Р = 2 Т, = (+ - ) --3 ЯСр Отсюда линейная комбинация сдвиговойи объемной вязкостей определяется ввиде При изотропном сжатии объемная вязкость из измерения приращения температуры ЬТ в цикле из двух адиабати,ческих скачков давления определяется в виде1 В одном и том же цикле изменения давления из отношения (5) и (6) сдвиговая вязкость определяется следующей Формулой;гдеьт 10 затем измеряют приращения температуры в обоих объемах жидкости, по приращению температуры в объеме с изотропным сжатием расширением определя-ют объемную вязкость, по полученномузначению объемной вязкости и по приращению температуры в объеме с плоским сжатием расширением определяютсдвиговую вязкость по формуле- сдвиговая вязкость, - объемная вязкость; - приращение температуры вобъеме жидкости с изотропным сжатием-расширением; - приращение температуры вобъеме жидкости с плоскимсжатием-расширением.137768Риг. Л з 7=а Т поо нзощрвпнви сжатии-Росшцд Т= д Т,при иповсм сжопзци-рае- ренццЖи,ю горенииСоставитель В. Ващанкин Редактор Л. Повхан Техред А.Кравчук Корректор В. Гирняк Заказ 862/37Тираж 847 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССРпо делам изобретений и открытий113035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4/5Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4