Texnik o‘lchashlar asoslari

Hisobot tarkibi:

1. Suyuqliklar zichligini o'lchash usullarini izohlab bering.

   
   

2. Qalqovichli zichlik o'lchagichlarining ishlash prinsipini tushuntiring.

   
   

3. Suzib yuruvchi qalqovichli va qalqovichi batamom cho'kadigan zichlik o'lchagichning farqini nushuntiring.

   
   

AMALIY MASHG’ULOT №8


Mavzu: KAPILLAR VISKOZIMETRLAR
Ishdan maqsad: Modda qovushqoqligi tog’risida ma’lumotlarni va uni aniqlash usullarini o’rganish.


ASOSIY MA’LUMOTLAR
Suyuq muhitlarning qovushqoqligini o'lchash sanoatda TJABTni joriy qilishda eng murakkab muammolardan biridir. Jarayonlarning ko'pchiligi dispers tizimlar, suspenziyalar, kolloid eritmalar va plastik massalarni qayta ishlash bilan bog'liq. Ayrim mahsulotlar sezgir elementga yopishib qolib, ishlab chiqarish jarayonida sezgir elementga ta'sir etib, ulardan foydalanishni qiyinlashtirishi mumkin.
Sanoatda viskozimetrlarning qo'llanilishi qovushqoqlikni o'lchash uslublarining konstruktiv-texnik kamchiliklari yoki viskozimetrlarning o'zicha ishlatish sharoitlarini yaratish qiyinligi sababli juda ham cheklangandir.
Bir qancha tarmoqlarda, masalan, sun'iy tolalar, sintetik smolalar, kauchuk eritmalari, bo'yoqlar, surkov moylari va boshqa mah­sulotlar ishlab chiqarishda qovushqoqlik mahsulot tarkibi va sifatini aniqlovchi kattalik hisoblanadi. Shuning uchun ko'pgina hollarda qovushqoqlikni avtomatik tarzda uzluksiz o'lchab turish muhim ahamiyatga ega bo'ladi.
Suyuqliklarning sirpanish yoki siljishga qarshilik ko'rsatish xususiyati qovushqoqlik deyiladi.
Berilgan oqimda suyuqlik ikki qatlamining siljishida tangensial kuch vujudga keladi. Shu kuch Nyuton qonuniga ko'ra quyidagicha aniqlanadi:

bu yerda: F — siljish kuchi, N; μ — dinamik qovushqoqlik yoki qovushqoqlik koeffitsiyenti, Pa ∙ s; S— ichki ishqalanish yuzasi, m²; dv/dn —harakatdagi qatlam qalinligi bo'yicha tezlik gradiyenti (siljish tezligi), 1/s; v — qatlam oqimining tezligi, m/s; n — harakatdagi qatlam qalinligi, m.

Tenglamadan dinamik qovushqoqlikni aniqlaymiz:

SI tizimida dinamik qovushqoqlik birligi qilib, suyuqlik oqimining shunday qovushqoqligi qabul qilinganki, bu oqimda 1 N/m² siljish bosimi ta'sirida chiziqli tezligining gradiyenti siljish tekisligiga perpendikular bo'lgan 1 m masofada 1 m/s bo'ladi. Dinamik qovushqoqlikning bu birligi N s/m² yoki Pa∙s o'lchovga ega.

Amalda ko'pincha dinamik qovushqoqlikning suyuqlik zichligi ρ ga bo'lgan nisbatida ifodalanuvchi kinematik qovushqoqlikdan foydalaniladi, ya'ni

Kinematik qovushqoqlik SI da m²/s o'lchovga ega. Qovushqoqlik amalda puaz (P) va santipuaz (sP) birliklarida o'lchanadi. Bu birliklar SI dagi qovushqoqlikning birligi bilan quyidagicha bog'langan:

Nyuton qonuniga bo'ysunuvchi suyuqliklar, ya'ni qovushqoqligi jadal mexanik ta'sirlarga bog'liq bo'lmagan siljish (surilish tezligiga chiziqli bog'lanish) ga ega suyuqliklar nyuton suyuqliklari deyiladi. Agar bu bog'lanish chiziqli bo'lmasa, u holda bunday suyuqliklar nonyuton suyuqliklar deyiladi. Suyuqliklar, eritmalar, plastik va oziq-ovqat mahsulotlarining asosiy qismi nonyuton suyuqliklar guruhiga kiradi.
Oziq-ovqat sanoatida ko'pincha qovushqoqlik shartli birliklarda (VU graduslarida) o'lchanadi, bu birliklar ma'lum hajmdagi tahlil qilinayotgan suyuqlikning oqib ketish vaqtining shu hajmidagi distillangan suvning oqib ketish vaqtiga nisbatidan iborat:

Qovushqoqlikni o'lchash paytida haroratning ta'sirini e'tiborga olib, tegishli tuzatishlar kiritish lozim.

Suyuqlik qovushqoqligini o'lchaydigan bir qator asboblar mavjud. Bu asboblar ishlash prinsipi jihatidan kapillar, zoldirli, rotatsion, tebranishli va ultratovushli asboblarga (viskozimetrlarga) bo'linadi.
Kapillar viskozimetrlar.
Qovushqoqlik o'lchashning taxminan 80% i kapillar asboblar bilan o'tkazilib, ular nazariy jihatdan eng ko'p ishlab chiqilgan va amalda tadbiq qilingan.
Kapillar viskozimetrlar o'lchash aniqligining yuqoriligi, o'lchashning katta diapazoni va nisbatan soddaligi tufayli keng tarqalgan. Keyingi yillarda texnologik jarayonning o'tishidagi qovushqoqlikni avtomatik tarzda nazorat qilish va rostlashga mo'ljallangan kapillar viskozimetrlar yaratildi. Bu asboblar nisbatan toza va bir jinsli suyuqliklar qovushqoqligini nazorat qilishda ishlatiladi.
Kapillar viskozimetrlarning ishlash prinsipi Puazeyl kapillar naychasidan suyuqlikning oqib chiqish qonuniga asoslangan. Bu qonun quyidagicha ifodalanadi:

bu yerda: Q — naychadan oqib chiqadigan suyuqlikning hajmiy sarfi, m³/s; d — naycha diametri, mm; μ — suyuqlikning dinamik qovushqoqligi, Pa·s ; l — naychaning uzunligi, m; ΔP— naycha uchlaridagi bosimlar farqi, Pa.

Agar Q, d, l kattaliklarning qiymati doimiy bo'lsa, qovushqoqlikni aniqlovchi ifoda quyidagi ko'rinishga keladi:

Shunday qilib, suyuqlik qovushqoqligini o'lchash suyuqlik o'tadigan kapillyar naycha uchlaridagi bosimlar farqini o'lchashdan iborat. Bu yerda, suyuqlikning yumaloq kesimi tirqishlardan oqib chiqishi og'irlik kuchi bosimi yoki tashqi bosim ta'sirida sodir bo'lishi mumkin. Kapillar visko­zimetrlar ikki katta guruhga bo'linadi: laboratoriya viskozimetrlari va avtomatik ishlaydigan viskozimetrlar. Keyingi viskozimetrlarga bosim ostida suyuqlik oqib chiqadigan va erkin oqib chiqadigan asboblar kiradi. Suyuqlik erkin oqib chiqadigan asboblar, o'z navbatida, ikki turga: sath o'zgaradigan va o'zgarmaydigan asboblarga bo'linadi.

6.39-rasmda kapillar viskozimetr sxemasi keltirilgan. Shesternali nasos 1 tahlil qilinayotgan suyuqlikning mutlaqo doimiy miqdorini kapillar naycha 3 ga uzatadi. Kapillar naychaning kirishi va chiqishidagi bosimlar farqi sezgir difmanometr 2 orqali o'lchanadi. Difmanometrning shkalasi qovushqoqlik birligida darajalanadi. Kapillar naychaning diametri d va uzunligi l o'lchash chegaralari va o'lchanayotgan suyuqlik turiga qarab tanlanadi. O'zgarmas haroratni ta'minlash uchun viskozimetr naychasi, odatda, haro­ratni avtomatik rostlovchi termostatga ulanadi.

Kapillar viskozimetrning o'lchash che­garalari 0,001...10 Pa∙s. Laboratoriya asboblarida o'lchash xatoligi + 3...5 %.

6.40-rasmda avtomatik kapillar viskozimetrning tuzilishi biroz o'zgargan prinsipial sxemasi keltirilgan. Nazorat qilinayotgan suyuqlik o'zgarmas sarf bilan dozalovchi nasos 1 yordamida kapillar naycha 2 orqali so'rib olinadi. Naychadagi bosimning pasayishi difmanometr 3 bilan o'lchanadi, uning shkalasi qovushqoqlik birliklarida darajalangan. Viskozimetr termostat 4 ga o'rnatilgan. Odatda, asbob diametri va uzunligi turlicha bo'lgan kapillarlar komplekti bilan ta'minlangan bo'ladi. Kapillarning diametri va uzunligi o'lchash chegaralariga qarab tanlanadi.
Ishlash prinsipi o'z og'irligi ta'sirida suyuq mahsulotlarning oqib chiqishiga asoslangan viskozimetrlar eng ko'p tarqalgan. Ularning asosiy qismi datchik bo'lib, u pastki tomonidan kalibrlangan naycha bilan tugaydigan sig'imdan iborat. Sig'imga uzluksiz ravishda suyuqlik beriladi, uning sarfi doimo bir xilda saqlab turiladi. Sig'imdagi suyuqlik sathi uning qovushqoqligiga mutanosib ravishda o'zgaradi. Sathni o'lchab, qovushqoqlikning qiymati topiladi. Bu asboblarning boshqa turlarida, aksincha, suyuqlik sathi bir xilda ushlab turiladi, lekin qovushqoqlikka bilvosita bog'liq bo'lgan boshqa parametr (masalan, suyuqlik sarfi, kapillarning siljishi, kapillarning diametri yoki uzunligi va hokazo) o'lchanadi. Birinchi tur asboblar o'zgaruvchan sathli viskozimetrlar deb, ikkinchi tur asboblar esa o'zgarmas sathli viskozimetrlar deb ataladi.