Вискозиметр прибор для измерения вязкости [1]

1.2 Классификация вискозиметров

1.2 viskozimetrlarning tasnifi

- по температуре исследуемой среды различают высокотемпературные вискозиметры и вискозиметры, изготовленные из нетермостойких материалов;

- sinov muhitining haroratiga ko'ra, issiqlikka chidamli bo'lmagan materiallardan tayyorlangan yuqori haroratli viskozimetrlar va viskozimetrlar ajratiladi;
по свойствам исследуемой вязкой среды различают универсальные вискозиметры и специальные (т.е. предназначенные для измерения вязкости сред с определёнными заранее известными свойствами, например ньютоновских жидкостей);
o'rganilayotgan yopishqoq muhitning xususiyatlariga ko'ra universal viskozimetrlar va maxsus (ya'ni Nyuton suyuqliklari kabi oldindan ma'lum bo'lgan xususiyatlarga ega bo'lgan muhitning yopishqoqligini o'lchash uchun mo'ljallangan)ajratiladi.;
по методу вискозиметрии различают капиллярные, вибрационные, ультразвуковые, ротационные, пузырьковые, вискозиметры с падающим шариком;
viskozimetriya usuli bilan kapillyar, tebranish, ultratovush, aylanish, qabariq, viskozimetrlar yiqilib tushadigan to'p bilan ajralib turadi;
по точности измерений различают высокоточные вискозиметры и даже т.н. образцовые вискозиметры;
o'lchovlarning to'g'riligiga ko'ra, yuqori aniqlikdagi viskozimetrlar va hatto shunday deb ataladi. namunali viskozimetrlar;
по области применения различают промышленные, лабораторные, медицинские вискозиметры;
qo'llash sohasiga ko'ra sanoat, laboratoriya, tibbiy viskozimetrlar ajratiladi
есть и такой вид вискозиметра, как полевой вискозиметр, - вискозиметр примитивной конструкции [2,3].
shuningdek, dala viskozimetri - ibtidoiy dizayndagi viskozimetr kabi viskozimetr ham mavjud [2,3].

2. Основные методы вискозиметрии

2.1 Капиллярный метод вискозиметрии

2. Viskozimetriyaning asosiy usullari

2.1 Viskozimetriyaning kapillyar usuli

Метод капиллярной вискозиметрии опирается на закон Пуазейля о вязкой жидкости, описывающий закономерности движения жидкости в капилляре.
Kapillyar viskozimetriya usuli Poiseil qonuniga asoslanadi yopishqoq suyuqlik haqida, kapillyar ichidagi suyuqlik harakatining naqshlarini tavsiflaydi.
Определение вязкости состоит в измерении времени протекания известного количества (объёма) жидкости или газа через узкие трубки круглого сечения (капилляры) при заданном перепаде давления. Капиллярными В. измеряют вязкость от 10^-5 н∙сек/м² (газы) до 10⁴ н∙сек/м² (консистентные смазки).
Yopishqoqlikni aniqlash ma'lum miqdordagi suyuqlik yoki gazning ma'lum bir bosim farqi bilan tor dumaloq naychalar (kapillyarlar) orqali oqishi vaqtini o'lchashdan iborat. Kapillyar B. yopishqoqlikni 10-5 n∙sek/m2 (gazlar) dan 104 n∙sek/m2 (moylash materiallari) gacha o'lchang.
Относительная погрешность образцовых капиллярных В.±0,1-0,3%, рабочих приборов ±0,5-2,5%.
Приведем уравнение гидродинамики для стационарного течения жидкости, с вязкостью η через капилляр вискозиметра:
Suyuqlikning statsionar oqimi uchun suyuqlik dinamikasi tenglamasini beramiz, viskozimetr kapillyari orqali:

где Q - количество жидкости, протекающей через капилляр капиллярного вискозиметра в единицу времени, м³/с,- радиус капилляра вискозиметра, м- длина капилляра капиллярного вискозиметра, м

η - вязкость жидкости, Па·с,
р - разность давлений на концах капилляра вискозиметра, Па.
bu erda Q-vaqt birligiga kapillyar viskozimetr kapillyaridan oqib o'tadigan suyuqlik miqdori, m3 / s, - viskozimetr kapillyar radiusi, m-kapillyar viskozimetr kapillyar uzunligi, m
η-suyuqlikning yopishqoqligi, Pa * s,
p-viskozimetr kapillyarining uchlaridagi bosim farqi, Pa.
Отметим, что формула Пуазейля справедлива только для ламинарного потока жидкости, то есть, при отсутствии скольжения на границе, жидкость - стенка капилляра вискозиметра. Приведенное уравнение используют для определения динамической вязкости [2].
E'tibor bering, Poiseil formulasi faqat suyuqlikning laminar oqimi uchun amal qiladi, ya'ni chegarada sirpanish bo'lmasa, suyuqlik viskozimetr kapillyarining devoridir. Berilgan tenglama dinamik yopishqoqlikni aniqlash uchun ishlatiladi [2].
На рисунке 1 расположено схематическое изображение капиллярного вискозиметра.
1-rasmda kapillyar viskozimetrning sxematik tasviri joylashgan.


Рисунок 1 - Схематическое изображение капиллярного вискозиметра
1-rasm-kapillyar viskozimetrning sxematik tasviri

В капиллярном вискозиметре жидкость из одного сосуда под влиянием разности давлений р истекает через капилляр сечения 2R и длины L в другой сосуд. Из рисунка видно, что сосуды имеют во много раз большее поперечное сечение, чем капилляр вискозиметра, и соответственно этому скорость движения жидкости в обоих сосудах в N раз меньше, чем в капилляре вискозиметра.

Kapillyar viskozimetrda bosim farqi ta'sirida bir tomirdan suyuqlik p 2R va l uzunlikdagi kapillyar orqali boshqa idishga oqib chiqadi. Rasmdan ko'rinib turibdiki, tomirlar viskozimetr kapillyaridan bir necha baravar katta kesimga ega va shunga mos ravishda ikkala tomirdagi suyuqlikning harakat tezligi viskozimetr kapillyaridan N baravar kam.
Таким образом не все давление пойдет на преодоление вязкого сопротивления жидкости, очевидно, что часть его будет расходоваться на сообщение жидкости нопределённой кинетической энергии. Следовательно, в уравнение Пуазейля необходимо ввести некоторую поправку на кинетическую энергию, называемую поправкой Хагенбаха:
Shunday qilib, suyuqlikning yopishqoq qarshiligini engish uchun barcha bosim o'tkazilmaydi, uning bir qismi suyuqlikning aniqlanmagan kinetik energiyasini etkazib berishga sarflanishi aniq. Shuning uchun poiseil tenglamasiga xagenbax tuzatish deb nomlangan kinetik energiyaga tuzatish kiritilishi kerak:

где h - коэффициент, стремящийся к единице,

d -плотность иссдледуемой жидкости.
bu erda h-birlikka intiladigan koeffitsient,
D-o'rganilayotgan suyuqlikning zichligi.
Вторую поправку условно назовём поправкой влияния начального участка капилляра вискозиметра на характер движения исследуемой жидкости. Она будет характеризовать возможное возникновение винтового движения и завихрения в месте сопряжения капилляра с резервуаром капиллярного вискозиметра (откуда вытекает жидкость).
Ikkinchi tuzatish shartli ravishda viskozimetr kapillyarining boshlang'ich qismining o'rganilayotgan suyuqlik harakatining tabiatiga ta'sirini o'zgartirish deb nomlanadi. Bu kapillyarning kapillyar viskozimetr rezervuari bilan (suyuqlik oqib chiqadigan joydan) konjugatsiya joyida vintli harakat va burilishning mumkin bo'lgan paydo bo'lishini tavsiflaydi.
Суть поправки состоит в том, что вместо истинной длины капилляра вискозиметра L мы вводим кажущуюся длину L':
Tuzatishning shundaki, viskozimetr l ning haqiqiy kapillyar uzunligi o'rniga biz aniq l'uzunligini kiritamiz:mohiyati

где n - определяется экспериментально на основе изменений при разных значениях L и примерно равен единице.

bu erda n-turli xil qiymatlardagi o'zgarishlar asosida eksperimental ravishda aniqlanadi L va taxminan birlikka teng.
Следует учитывать, что при измерении вязкости органических жидкостей с большой кинематической вязкостью поправка Хагенбаха незначительна и составляет доли процента. Если же говорить о высокотемпературных вискозиметрах , то вследствие малой кинематической вязкости жидких металлов поправка может достигать 15%.
. Shuni yodda tutish kerakki, organik suyuqliklarning yopishqoqligini katta kinematik yopishqoqlik bilan o'lchashda Xagenbax tuzatish ahamiyatsiz va foizning bir qismini tashkil qiladi. Agar biz yuqori haroratli viskozimetrlar haqida gapiradigan bo'lsak , keyin suyuq metallarning past kinematik yopishqoqligi tufayli tuzatish 15% ga etishi mumkin
Метод капиллярной вискозиметрии вполне можно отнести к высокоточному методу вискозиметрии в силу того, что относительная погрешность измерений составляет доли процента, в зависимости от подбора материалов вискозиметра и точности отсчёта времени, а также иных параметров, участвующих в методе капиллярного истечения [3].
Kapillyar viskozimetriya usulini viskozimetrning yuqori aniqlikdagi usuli bilan bog'lash mumkin, chunki o'lchovlarning nisbiy xatosi viskozimetr materiallarini tanlash va vaqtni hisoblash aniqligiga, shuningdek kapillyar oqim usulida ishtirok etadigan boshqa parametrlarga qarab foizning bir qismidir [3].
На рисунке 2 показано устройство различных типов стеклянных вискозиметров. В капиллярных вискозиметрах указанных типов течение жидкости происходит под действием силы тяжести (в начальный момент уровень жидкости в одном колене вискозиметра выше, чем в другом).
2-rasmda har xil turdagi shisha viskozimetrlarning qurilmasi ko'rsatilgan. Ushbu turdagi kapillyar viskozimetrlarda suyuqlik oqimi tortishish kuchi ta'sirida sodir bo'ladi (dastlabki daqiqada viskozimetrning bir tizzasidagi suyuqlik darajasi boshqasiga qaraganda yuqori).
Время опорожнения измерительного резервуара определяют как промежуток между моментами прохождения уровня жидкости мимо меток на верхних и нижних концах резервуара. В капиллярных автоматических вискозиметрах (непрерывного действия) жидкость поступает в капилляр от насоса постоянной производительности. Перепад давления на капилляре, измеряемый манометром, пропорционален искомой вязкости [4].

O'lchov idishini bo'shatish vaqti suyuqlik sathining idishning yuqori va pastki uchlaridagi belgilar yonidan o'tish momentlari orasidagi bo'shliq sifatida aniqlanadi. Kapillyar avtomatik viskozimetrda (uzluksiz) suyuqlik doimiy ishlaydigan nasosdan kapillyarga kiradi. Bosim o'lchagich bilan o'lchanadigan kapillyar bosim farqi kerakli yopishqoqlikka mutanosib [4].

Рисунок 2 - Стеклянные капиллярные вискозиметры
2-rasm-shisha kapillyar viskozimetrlar

- измерительные резервуары; 2 - капилляры; 3 - приемные сосуды; 4 - питающий резервуар (в вискозиметрах для непрозрачных жидкостей ВНЖ); 5 - термостатирующая рубашка; M₁, M₂ (у ВНЖ также M₃) - метки, служащие для измерения времени истечения жидкости из измерительных резервуаров или их заполнения (у ВНЖ).

- o'lchash tanklari; 2 - kapillyarlar; 3 - qabul qiluvchi idishlar; 4 - oziqlantiruvchi idish (shaffof bo'lmagan yashash uchun mo'ljallangan suyuqliklar uchun viskozimetrlarda); 5 - termostatik ko'ylak; M1, m2 (yashash uchun ruxsatnomada M3 ham mavjud) - o'lchash tanklaridan suyuqlikning chiqish vaqtini yoki ularni to'ldirishni (yashash uchun ruxsatnomada) o'lchash uchun ishlatiladigan belgilar.