Тип капилярни вискозиметри се използват за определяне на вискозитета на материали, които имат относително малка стойност: месно и костно бульон, кръв и се топи мазнини, слънчоглед и соя mistcell, сапунени разтвори, бадеми и фъстъци масла, сладкарски изделия мазнини. Капилярните вискозиметри не притежават недостатъците, присъщи люлеещ Nym вискозиметър: капилярна непрекъснато остригана отново след Payuschie течност и топлината увлече от материала, докато в Rota-нителна вискозиметри същия тест материал е в Zazo-D вискозиметър за цялото преживяване. Теорията на капилярни вискозиметри е разработен малко по-късно от теорията на ротационни вискозиметри.
Един път отрече приложимостта вискозиметри капилярните за определяне на реологичните свойства на материалите при срязване, за настъпва капилярна в хетерогенна или хомогенна по-малко, отколкото в ротационен zimetrah вискозно-смяна материал.
вискозиметри на капилярните са дадени постоянно във всички експерименти, поток тест течност или постоянен спад на налягането в капилярите. На вискозиметри с постоянен дебит се измерва чрез разлика в налягането между краищата на капиляра в устройството с постоянно налягане - разход на материал.
Всяка вискозиметър се състои от следните части: контейнер за изпитвания материал, калибриран капилярни устройства за определяне и контролиране на налягането, определяне на скоростта на потока (или изтичане) на материала определяне на температурата.
Принципът на работа на капилярен вискозиметър на базата на непрекъсната промяна в капиляра наскоро входящо течност и постоянен пепел от топлината, освободена снимките. Капилярните вискозиметри са капилярна размер от 0.3 до 0.7 мм, което позволява измерване на вискозитет в широк диапазон. При избора на вискозиметър трябва да се има предвид, че времето за протичане на течност трябва да варира от 1 до 3 минути. В противен случай, точността на определяне е нисък вискозитет.
Капилярните вискозиметри могат да бъдат разделени в три групи:
W цилиндър - бутало
W изтичане устройства, AC и ниво
Първата група от устройства са прости вискозиметри, които са U - образни тръби, една от които се поставят капилярни коляното (IWF-1 Ubbelohde вискозиметър, Ostwald). вискозиметър на Ubbelohde показано на фигура 6а, течният изтичането необходимо в един от коляното е принуден да се генерира налягане или вакуум. Капилярата в апарата е разположена вертикално, то представя някои трудности, когато се работи с течности с голям вискозитет и повърхностно напрежение. Освен това, тръбите са свързани с атмосферата, и се определя от времето на изтичане на течността от резервоара през капилярите на резервоара. време поток се измерва, когато нивото на течността в тръбата с резервоарите на рисковете m1 до m2. Знаейки път на потока на течност се измерват вискозитет.
и - Ubbelohde; б - Ostwald; 1 - контейнер за измерване на количеството на
течност, преминаващ през капиляра; 2 - капилярна; 3 - капацитет за събиране
Фигура 5 - капилярен вискозиметър
IWF капилярен вискозиметър (тип Ubbelohde) позволяват течност за определяне на кинематичен вискозитет в границите от 0.6 до 104 mm 2 / и при температура не по-висока от 100 ° С Измерването на вискозитета се редуцира до определянето на времето на капилярен поток на даден диаметър определено количество течност от измервателен съд.
В вискозиметър Ostwald (Фигура 6Ь) на потока на течност от един род към друга се извършва под въздействието на хидростатичното налягане на контейнера с рискове (m1 - m2) тестов материал протича през капилярна. При работа на Оствалд вземете този обем на изпитвателната течност, така че след попълване на лявото коляно в началото на етикета в долната част на дясното капацитет едва говореше менискус течност. Апаратът се поставя в термостат и засилване вертикално положение. Течен инкубира 20 -25 минути, след което тръбата с гумена се засмукват в лявото коляно до положение, така че менискуса е 2 - 3 mm над горната минута, и се оставят флуид да тече свободно през капиляра. Когато менискуса ще бъде на ниво марки и измерване на времето на преминаване на течност между марките хронометъра. Ubbelohde вискозитет на устройства и Ostwald обикновено определя по отношение на известен стандартен вискозитет течност (вода, рициново масло, глицерол). Вискозитетите на двете течности, измерени при същите условия в същата капиляра, ще бъдат третирани като
където # 951; 0. # 951; - вискозитет съгласно стандартни и течната проба в Pa · S; # 961; 0. # 961; - плътността, съответно, а стандартната проба течност, кг / м 3; # 964; 0. # 964; - изтичане съответно и стандартен тест течността, s.ot ниво М1 до ниво m2.
Фигура 6 - стъклени капилярни вискозиметри
Вискозиметър Ostvadda - Fenske (фигура 6с) може да се определи вискозитет в обхвата от 1 до 8000 мм 2 / сек, намирането на движение на материал от M1 ниво на m2 ниво.
Вискозиметри IWF-1, 2-IWF-IWF и 4 се препоръчва за оценка на качеството на желатин за вискозитета. Измерванията трябва да се извършва при температура от 40 ° С и концентрация от 10%. 1-IWF устройство позволява да се определи вискозитета на меласа и меласа разтвори при смяна на температура от 20 до 120 ° С и концентрация на сухо вещество от 7 до 79%. Използване на Оствалдовото вискозиметър, зависимостта на вискозитет от температурата за бульон месо и кости и технически defibered кръвта, гроздов сок, а вискозитетът на хидроалкохолен и воден захарни разтвори spirtovo- на. В обхвата температура 40-95 ° С вискозитетът на температурата на месо и костно бульон е описан от уравнение мощност право. С повишаване на температурата и намаляване на концентрацията на вискозитета намалява твърдо вещество бульон. Например, при концентрация от 16% вискозитет 6,67 · 10-3 Pa · S и при 90 ° С - 2,69 · 10-3 Pas. Вискозитет лой при температура 50 ° С е 29 · 10-3 Ра и при 90 ° С - 10 · 10-3 Ра, вискозитетът на рибено масло, съответно, равни на 11.5 · 10-3 и 3.7 · 10-3 Pa · S.
втори gruppeotnosyatsya устройства, в която потока от материала се дължи, хидравличен, пневматичен или механично движение на буталото в цилиндъра. (Arveson вискозиметър тип, Азаров и др.). Такива вискозиметри могат да бъдат използвани за изследване както нютонови и ненютонови материали.
Arveson тип вискозиметър с хидравлично задвижване (Фигура 7а) се състои от цилиндър 5, буталото 3 движението на който е получен от помпена зъбната помпа течност 2. задвижващия механизъм 7 от електродвигателя 8. налягането в хидравличната система се контролира от манометър 1. маса проучване 4 от буталата 3 принуден чрез капилярна 6, и се измерва налягането и натискане на разстояние скорост. 8 вискозиметър има подвижни капиляри от неръждаема стомана. При скорост на преплъзване 10 сек -1 може да определи вискозитет в границите от 2.5 до 104 Pa · S, и при скорост от 1.5 х 10 -4 с - от 0,1 до 10 Pa · S. BM вискозиметър Азаров е предназначен за изучаване на реологичните свойства на високо-тест и бонбони маси. Това включва (Фигура 7Ь) на рамката, една система за хидравлично задвижване схема 1, 2 на работния цилиндър 3 до кожух апарат elektrotenzometricheskoy термостатичен течност единица. Хидравлично задвижване се състои от помпа за високо налягане, резервоар за масло, хидравличен цилиндър мощност, две дросели и манометър. Работният цилиндър 2 с дъно 5, снабден с бутало 6 и капиляра 4. дъното на цилиндрите и капиляра 3 имат водна риза, свързан с термостат. Elektrotenzometricheskaya апарат се състои от датчик за налягане, вградена в дъното на цилиндъра, температурен сензор монтиран в капилярен канал, усилвател и осцилоскоп. Материал консумация се определя с помощта на механизма за рязане, което е електромагнит две намотка, която е монтирана върху ядра специално нож-низ суспендира от ръба на капилярата.
Фигура 7 - вискозиметри с хидравлично задвижване.
Важно предимство на капилярната Вискозиметрия е способността да се симулира реални процеси, обаче, тези методи се използват широко за екструдиране формоване проучване на транспортните канали с различни дължини и форми, както и определяне на зависимостта на реологичните свойства на продуктите на технологични фактори.
Трета група - вискозиметър променлива ниво или свободен разряд, прибори, чиято работа се основава на изтичане на материала под собствената си тежест. Основната единица е контейнер с капилярна тръба, разположена в долната част. Дебитът се поддържа постоянна и нивото му се променя пропорционално на вискозитет. Чрез измерване на нивото на височина, намерете стойността на вискозитета на проучването. Едно от устройствата е вискозиметър променлива ниво Лейб, който се състои от два съда, подредени една под друга. Течност навлиза в горния съд и протича през капилярна в долната част с по-дълъг капилярна. В стационарно състояние е установен в определен хидростатичен колона на течността в долния съд. Височината на стълб да бъде оценено на значимостта на вискозитета на флуида.
Вискозиметри постоянно ниво (фигура 8) се основава на спазване на естеството на струята на флуида, протичащ от капиляра, което се съди по степента на вискозитет. На известно разстояние от капилярни дюзи 1-струен раздробяване на случи, толкова по-малък вискозитет на флуида, по-малък от разстоянието на мястото на разцепване. Следящо устройство във формата на превоз ще се смеси с фотоклетка 3 по тръбата 2. При преминаване точка фотоклетка смачкване верига фототока промени, които се откриват чрез вторичния устройството.
Фигура 8 - вискозиметър постоянно ниво
В заключение, нека разгледаме три прости капилярен вискозиметър изтичане - Енглер, Redwood и Ford, които въпреки че те нямат теоретична обосновка, но често се използват в производството на технически лаборатории. Основните недостатъци на устройства включват по-кратък работен капилярна променливо разпределение на хидростатично налягане неточност на термостатични течност и др. Следователно, те не се препоръчва за употреба при научни изследвания.
Engler вискозиметър за определяне на относителното време на потока течност, т.е. за определяне на вискозитета на Енглер градуса. Фигура 9 е диаграма на вискозиметър на марката ОМ-108 (BHP). Резервоарът се напълва с 5 тест флуид да изравни 7 (200 cm3) показалеца. След отстраняване на пръчките 2 флуид протича през тръбата 9. По този начин, времето на потока се определя # 964; г. Контролен експеримент се извършва на същото количество дестилирана вода с определен период от време стрийминг # 964; г) .. Вискозитет в Engler градуси определя от отношението
# 964; г. - определено време на изтичане 200 мл течност от тест;
# 964; г. - време на изтичане на същия обем дестилирана вода при 20 ° С
Termoctatiruyuschey температура на течността в съда 6 се поддържа от нагревател 5 вградена в дъното на водна баня, и се регулира от контролер тиристор. За изравняване на температурата на бъркалката 10 с дръжката 1. Температурата се измерва с термометър 3 и 4. Тръбата за отпадъци е с дължина 20 mm, горен диаметър 2.9 mm, а долната - 2.8 мм. Нагревател мощност 400W. Устройството е широко използван за измерване на вискозитета на различни течности в производствена среда. За да се превърне градуса Engler вискозитет на динамичен вискозитет единици в литературата има различни емпирична формула, например
където # 951; - динамичен вискозитет, Ра; E ° - вискозитет в Engler градуса; # 961; - течност плътност, кг / м3.
Фигура 9 - Engler вискозиметър
Engler вискозиметър се използва за ниско вискозни хранителни продукти: месо и костни бульони, разтвори на желатин, млечни продукти и т.н. Според ОО Соколова, стандартен разтвор вискозитет лепило (17,75% твърди вещества) при 30 ° С е в границите от 1,8 до 6 ° Е (0.01 до 0.045 Ра · а). Месо и вискозитет костен бульон при тези условия е равна на 2,1 ° E (приблизително 0,013 Pa · а). Желатинови разтвори на същата концентрация при 40 ° С имат вискозитет от 15 до 40 ° Е (0.11 до 0.3 Pa.s).
Таблица 12 - Видове грешки капилярен реометър
Свързани статии