Устройство для измерения вязкости паров агрессивных сред

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 139) (11) Р 1)4 6 01 Х 11/16 АВТОРСКОМУ СВЩЕТЕЛЬСТВУ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР Пб ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И 07 КРЫТИ(71) Московский ордена Ленина и орде" на Октябрьской Революции энергетический институт(56) 1. Голубев И.Ф; Вязкость газов и газовых смесей. Физматгиз, 1959, с, 82 ф 832, Тимрот Д.Л., Варава А.Н. Экспериментальное определение вязкости паров натрия. - "Теплофизика высоких температур", 1977, т.15, У 4., с.750.3. Авторское свидетельство СССР У 1002907, кл. С 01 Н 11/16, 1983 (прототип).(54)(57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ПАРОВ АГРЕССИВНЫХ СРЕД, содержащее измерительную ячейку, подвешенную на проволоке внутри термостатированного корпуса, выполненную в виде оболочки с жестко закрепленной внутри нее первой системой расположенных параллельно один другому дисков и второй системой дисков, размещенных в зазорах дисков первой системы и подвешенных на мультифилярном подвесе, выполненном из проволоки, укрепленной на стержнях, испарительный бачок для исследуемого вещества, сообщающийся с измерительной ячейкой, и систему сообщения измерительной ячейке вращательных импульсов, о т л и ч а ю - щ е е с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, оно снабжено трубкой, размещенной внутри оболочки Яе н жестко закрепленной на ней нижним концом, на верхнем конце трубки укреплен мультифилярный поднес, причем мультифилярный подвес и трубка выполнены из одного материала, стержни имеют пазы, а мультифилярный поднес выполнен в виде витков проволоки, равномерно размещенных в пазах стержней.1 1368Изобретение относится к экспериментальной физике, в частности к технике экспериментального определениявязкости паров металловИзвестно устройство для измерениявязкости паров, определяющее затухание крутильных колебаний диска в вязкой среде. Наблюдение процесса затухания колебаний ведется с помощьюзеркала, помещенного на колеблющейся 10системе, через окно в корпусе вискозиметра И ,В случае исследования вязкостипаров металлов применение данногоустройства становится невозможнымвследствие конденсации металла навсех элементах устройства, находящихся при температурах ниже температурыконденсации.Известно также устройство для ис 20следования вязкости паров щелочныхметаллов, в котором вязкость пара,находящегося в замкнутой оболочке,подвешенной на длинной упругой проволоке, определяют по затуханию отно"ительных колебаний системы дисков,связанных с помощью мультифилярногоподвеска с оболочкой. Мультифилярныйподвес собран из восьми вольфрамовыхпроволок диаметром 003 мм, распределенных по периметру круглого стержняЗОдиаметром 2 мм 21 .Недостатком устройства являетсясложность обеспечения равномерногонатяжения всех восьми проволок,чтоприводит к снижению точности экспери-З 5мента из-за перекоса дисков, а такжек выходу из строя всего устройства вцелом, представляющего собой замкнутую цельносваренную систему, из"заобрыва наиболее напряженной нити,Указанные недостатки ограничиваютдиапазон исследования вязкости спомощью этого устройства. Наиболее близким по технической 45 сущности к изобретению является устройство для измерения вязкости паров агрессивных сред, содержащее измерительную ячейку, подвешенную на проволоке внутри термостатированного кор пуса, выполненную в виде оболочки с жестко закрепленной внутри нее первой системой расположенных параллельно один другому дисков и второй системой дисков, размещенных в зазорах 55 дисков первой системы и подвешенных на мультифилярном подвесе, выполненном из проволоки, укрепленной на 827стержнях, испарительный бачок для исследуемого вещества, сообщающийся с измерительной ячейкой, и систему сообщения измерительной ячейке вращательных импульсов 3 .Недостатком известного устройства является возможность значительногоизменения расстояния между дисками при проведении эксперимента в широком диапазоне температур (вследствие температурного расширения пучков мультифилярного) подвеса, вплоть до их касания с дисками, жестко связанными с оболочкой, Кроме того, закрепление пучков проволоки в других стержнях, посредством предварительного обжатия и последующей приваркисоздает повышенные механические напряжения в месте закрепления, возможность нарушения прочности соединения и исключает использование проволокменьшего диаметра вследствие их сгорания при заварке. Учитывая необходимость минимального диаметра круглых стержней, изготовление шарнирного соединения сложной геометрическойформы требует значительных трудозарат высококвалифицированного труда.Цель изобретения - расширение диапазона измерений. Указанная цель достигается тем, что устройство для измерения вязкости паров агрессивных сред, содержащее измерительную ячейку, подвешенную на проволоке внутри термостатированного корпуса, выполненную в виде оболочки с жестко закрепленной внутри нее первой системой расположенных параллельно один другому дисков и второй системой дисков, размещенных в зазорах дисков первой системы и подвешенных на мультифилярном подвесе, выполненном из проволоки, укрепленной на стержнях, испарительный бачок для исследуемого вещества, сообщающийся с измерительной ячейкой, и систему сообщения измерительной ячейке вращательных импульсов, снабжено трубкой, размещенной внутри оболочки и жестко закрепленной на ней нижним концом, на верхнем конце трубки укреплен мультифилярный подвес, причем мультифилярный подвес и трубка выполнены из одного материала, стержни имеют пазы, а мультифилярйый подвес выполнен в виде витков проволоки, равномерно размещенных в пазах стержней.827 з .1168На фиг.1 приведена схема устроисРва для измерения вязкости паров металлов; на фиг.2 - конструкция мультифилярного подвеса на фиг.З - приспособление для его намотки на 5фиг.4 - схема намотки витков проволоки в мультифилярном подвесе.Устройство (фиг.1) содержит термостатированный корпус 1, вольфрамовуюпроволоку 2 и измерительную ячейку, 10состоящую из оболочки 3, первой системы расположенных параллельно одиндругому и жестко закрепленных на оболочке дисков 4, второй системы дисков 5, мультифилярного подвеса 6 и 15тонкостенной трубки 7, а также испарительный бачок 8, короткозамкнутуюрамку 9, электромагнит 10, зеркало11, шкалу 12, зрительную трубу 13,окно 14. 20Мультифилярный подвес (фиг,2)представляет собой два стержня 15 и16 с пазами 17 и 18, на которые намотана с равномерным натягом проволока19 с помощью устройства, представлен ного на фиг.З, содержащего жесткую раму 20, проволоку 21, съемную ось22, груз 23, блок 24. Проволока 21 сукрепленным на ней грузом 23 перекинута через блок 24. )Кесткая рама 20вращается вокруг съемной оси 22. Принамотке сначала заполняется одна половина подвеса, далее рама 20 снимается с оси 22 и поворачивается нао180 вокруг оси подвеса и устанавли 35вается снова на ось и заполняется вторая половина подвеса. Концы проволоки прикрепляются к стержню с помощью микросварки. Нижний стержень 16(фиг. 1) соединен с подвижными дисками 5, верхний стержень 15 прикреплен к верхнему концу тонкостенной трубки7 с помощью резьбового соединения впереходной детали.Оболочка 3 подвешена внутри термое 45статированного корпуса 1 на вольфрамовой проволоке 2. Первая система 1 дисков 4 жестко соединена с оболочэкои 3, а вторая система дисков 5 размещена в зазорах, образованных плос.костями первой системы дисков 4.50 Испарительный бачок 8 расположен в нижней части устройства, коротко- замкнутая рамка 9 укреплена на на-ружной поверхности оболочки 3, а 55 электромагнит 10 укреппен на наружной поверхности термостатированного корпуса 1Тонкостенная трубка 7 (фиг. 1) установлена нижним концом неподвижно в переходной детали оболочки 3, изготовлена из того же материала, что и мультифилярный подвес 6. Такая конструкция измерительной ячейки обеспечивает постоянство зазора между дисками оболочки и подвеса во всем диапазоне рабочих температур за счет одинакового расширения нитей мультифилярного подвеса (вниз) и тонкостенной трубки (вверх), что позволяет значительно расширить рабочий диапазон температур, Кроме того, резко снижается трудоемкость высококвалифицированного труда при изготовлении мультифилярного подвеса, что, с одной стороны, значительно увеличивает надежность и долговечность устройства (которое, являясь цельносваренным, в случае выхода из строя элементов мультифилярного подвеса полностью ВыхОдит из стРОя) а с дру гой стороны - позволяет использовать для изготовления подвеса проволоку значительно меньшего диаметра, что уменьшает потери на внутреннее трение в поцвесе и, следовательно, уве- . личит точность измерений Вязкости. Кроме того, использование цельной проволоки с натягом, равным расчетному, позволяет изготовить подвес с равнонапряженными и без начальных крутящих моментов нитями.Устройство работает следующим образом.Температура термостатированного корпуса обеспечивает испарение рабочего вещества, находящегося в испарительном бачке 8, причем температура зоны дисков и мультифилярного подвеса выше, чем температура зоны испарительного бачка, для обеспечения отсутствия конденсации паров веществ на дисках и мультифилярном подвесе,0 помощью рамки 9 и электромагнита 10 оболочке сообщается серия Враща- тельных импульсов, причем так, что суммарный импульс, сообщенный систе - ме, равен нулю. При этом обеспечиьаются относительные колебания оболочки и дисков относительно положенияравновесия системь 1. По затуханиюколебаний оболочки, наблюдаемых с по -мощью зеркала 11, шкалы 12 зрительнойтрубы 13 и окна 14 определяется вязкость исследуемого пара по формулегде- вязкость пара исследуемоговещества; 59 - логарифмический декрементколебаний системы с исследуемым веществомЭ - логарифмический декремент3колебании системы обусловч1 Оленный потерями в мультифилярном подвесе и определяемый в специальных опытахбез исследуемого вещества,ль,. - период колебаний системы соответственно в опытах с парами и опытах без исследуемого вещества,С - геометрическая константаприбора,20Использование предлагаемого изобретения позволяет по сравнению с известным сохранить практически неизменной величину С (измеряемую в специальных тарировочных опытах), изменение которой зависит только от величины зазора между дисками, что значительно повысит точность ее определения и, следовательно, точность определения вязкости паров металлов. Кроме того, это позволяет значительно расширить диапазон исследуемых температур до 2000 К с помощью одной ячейки, так как температурное расширение нитей мультифилярного подвеса автоматически компенсируется равным расширением тонкостенной трубки 7.1С помощью описанной конструкции мультифилярного подвеса появится возможность использования нитей малых диаметров, снижать значениедо пренебрежимо малых величин, что приводит к увеличению точности опытов. Кроме того, данная конструкция значительно снижает трудозатраты квалифицированного труда, что позволяет уменьшить время цикла исследований примерно в 2 раза и, следовательно, снизить стоимость проведения работы.1168827 и В.Крутеш оставител ехред Л.Ми аказ 4608 37 3035 над ППП "Па Ужгород, ул.Проектная, 4 т едактор Ан.Шанд Тираж 897Государственного комит елам изобретений и отк Москва, Ж, Раушская ректор М.Самборск Подписноа СССРтийаб., д.4/