Меню

Приборы для измерения вязкости температуры давления

Приборы для измерения влажности, вязкости, плотности

В химической промышленности технологические процессы связаны с получением и переработкой многих газообразных и жидких веществ. Эти вещества характеризуются различными показателями, по которым оценивают их качество. К ним относятся: объемное или массовое соотношение компонентов в смеси, концентрация вещества, его вязкость, влажность, прозрачность, кислотность или щелочность и др.

При измерении состава сред объект измерения рассматривают как смесь, состоящую из нескольких (не менее двух) понимают определение доли (концентрации) того или иного компонента в смеси. При определении концентрации одного компонента смесь называют бинарной (двойной); когда определяют концентрации нескольких веществ, смесь называют многокомпонентной.

Измерение плотности жидкостей

Плотность является одной из основных физических показателей, характеризующих свойства вещества.

Приборы для измерения плотности жидкостей по принципу действия делятся на:

весовые (пикнометрические), измеряющие плотность путем взвешивания определенного постоянного объема жидкости;

гидростатические, измеряющие плотность по изменению давления столба жидкости;

ареометрические (поплавковые), измеряющие плотность с помощью поплавка постоянной массы, вытесняющей определенный объем жидкости;

радиоактивные, в которых используется поглощение веществом радиоактивного излучения.

Рассмотрим принцип действия и порядок работы с ареометром типа АОН-1.

В ареометрах постоянного веса глубина погружения остается постоянной, а изменяется действующая на поплавок выталкивающая сила, пропорциональная плотности жидкости.

Сущность метода измерения плотности заключается в погружении ареометра в испытуемый продукт, снятии показания по шкале ареометра при температуре определения и пересчете результатов на плотность при температуре 20 о С.

Цилиндр для ареометров устанавливают на ровную поверхность. Пробу испытуемого продукта наливают в цилиндр, имеющий ту же температуру, что и проба, избегая образования пузырьков и потерь от испарения. Пузырьки воздуха, которые образуются на поверхности, снимают фильтрованной бумагой.

Температуру испытуемой пробы замеряют до и после измерения плотности по термометру ареометра или дополнительным термометром. Температуру поддерживают постоянной с погрешностью не более 0,2 о С.

Чистый и сухой ареометр медленно и осторожно опускают в цилиндр с испытуемым продуктом, поддерживая ареометр за верхний конец, не допуская смачивания части стержня, расположенной выше уровня погружения ареометра.

Когда ареометр остановится, и прекратятся его колебания, отсчитывают показания. Отсчет по шкале ареометра соответствует плотности продукта при температуре испытания. По округленному значению температуры и плотности, определенной по шкале ареометра, находят плотность испытуемого продукта при 20 о С по таблице обязательного приложения. За результат испытания принимают среднее арифметическое двух определений.

1 – шкала, градуированная в единицах плотности или в %;

2 – слой смолы, сургуча;

3 – чистая, сухая металлическая дробь.

Рис.1. Схема ареометра АОН-1.

После испытания ареометр нужно промыть несколько раз растворителем (КАТ-К, К-6, нефрас, гексан), затем промывают мыльной водой. Особо трудные загрязнения отмывают хромовой смесью. Отложения неорганических веществ удаляют соляной кислотой (HCl) перед промывкой хромовой смесью, особенно если предполагается присутствие солей бария. В самом конце мойки осторожно протирают холщовой салфеткой или ватой.

Измерение вязкости жидкостей

Вязкость является важной характеристикой материалов во многих химических производствах (искусственное волокно, синтетические смолы, краски, смазочные масла, растворы каучука и др.).

В международной системе единиц (СИ) единица вязкости равна силе в 1 Н, которая способна между двумя параллельными плоскостями, имеющими площадь 1 м 2 и находящимися друг от друга на расстоянии 1 м, поддерживать градиент скорости течения жидкости, равный 1 с -1 . Это единица динамической вязкости, она выражается в Па·с.

Читайте также:  Давление на средства массовой информации

На практике пользуются кинематической вязкостью, которая представляет собой отношение динамической вязкости к плотности жидкости и в СИ выражается в м 2 /с.

Для измерения вязкости применяются приборы – вискозиметры, в которых используются следующие методы:

Рассмотрим принцип действия и метод работы с вискозиметром стеклянным капиллярным типа ВПЖ-2.

Измерение вязкости при помощи капиллярного вискозиметра основано на определении времени истечения через капилляр определенного объема жидкости из измерительного резервуара.

Рис.2. Вискозиметр стеклянный капиллярный типа ВПЖ-2.

Вискозиметр стеклянный капиллярный типа ВПЖ-2 предназначен для определения вязкости прозрачных жидкостей. Вискозиметр представляет собой U-образную трубку, в колено 1 которой впаян капилляр 4.

Для измерения времени истечения жидкости на отводную трубу 6 надевают резиновый шланг. Далее, зажав пальцем колено 5 и перевернув вискозиметр, опускают колено 1 в сосуд с жидкостью и засасывают ее (с помощью груши, водоструйного насоса или иным способом) до отметки М2 резервуара, следя за тем, чтобы в жидкости не образовывалось пузырьков воздуха.

В тот момент, когда уровень жидкости достигнет отметки М2 резервуара 3, вискозиметр вынимают из сосуда и быстро переворачивают в нормальное положение. Снимают с внешней стороны конца колена 1 избыток жидкости и надевают на него резиновую трубку.

Вискозиметр устанавливают в термостат так, чтобы резервуар 2 был ниже уровня жидкости в термостате. После выдержки в термостате не менее 15 минут при заданной температуре засасывают жидкость в колено 1 примерно до одной трети высоты резервуара 2. Сообщают колено 1 с атмосферой и определяют время отпускания мениска жидкости от отметки М1 до отметки М2.

Вязкость вычисляют по формуле:

V=(g/9,807) ·T· К,

где К- постоянная вискозиметра (0,03604 мм 2 );

Т – время истечения жидкости (с);

V – кинематическая вязкость жидкости ( мм 2 /с);

G – ускорение свободного падения в месте измерения (м/с 2 ).

Дата добавления: 2018-08-06 ; просмотров: 1181 ;

Источник

Приборы для измерения вязкости жидкости. Вискозиметр ротационный

Вязкость различных жидкостей измеряется специальными приборами – вискозиметрами. По характеристикам и конструкции выделяют несколько видов данных приборов. Одним из них является вискозиметр ротационный, способный оценить проницаемость среды.

Разновидности приборов

Приборы, используемые для измерения вязкости жидкости, принято делить на три большие группы:

  • Капиллярный вискозиметр.
  • Механический вискозиметр.
  • Ротационный вискозиметр.

Рассмотрим каждый из видов более подробно.

Механические приборы

Категория механических вискозиметров представляет собой целый ряд различных приборов, принцип работы которых основан на механических свойствах жидкостей. Это могут быть измерители резонансного, пузырькового, шарикового типов. Если первые два типа чаще всего используются в лаборатории, то последний встречается в быту. Его принцип работы основан на открытии Галилея.

Внутри прибора имеется «кабинка», где находится шарик. После заполнения прибора жидкостью, вязкость которой необходимо определить, шарик падает. Измеряется точное время, необходимое на падение шарика до контактной площадки. Условная вязкость определяется по данному временному интервалу.

Приборы капиллярного типа

Капиллярный вискозиметр в своей конструкции имеет тонкую трубку с известным диаметром. Исследуемая жидкость протекает по этой трубке. Эту же жидкость пускают также по трубке с большим диаметром, внутри которой не создается капиллярный эффект. Чаще всего жидкость течет под силой тяжести (то есть сверху вниз). Но в некоторых приборах создается искусственное давление. Измеряется время, за которое жидкость вытечет по обеим трубкам. Далее высчитывается их разность. Значение вязкости будет пропорционально значению данной разности.

Читайте также:  Давление создаваемое человеком при вдохе

Приборы данного типа просты, но имеют большие размеры. Еще один их недостаток заключается в том, что коэффициент вязкости измеряемой жидкости не должен превышать 12 кПа*с. Это значение соответствует жидкостям, которые хорошо текут. Более густые жидкости, или имеющие комки, в данном случае измерить нельзя.

Ротационный вискозиметр: принцип работы

Конструкция измерителей данного типа представляет собой цилиндр, внутрь которого помещена сфера. Внутренняя сфера движется с определенной скоростью за счет подключенного электропривода.

Между цилиндром и сферой остается пространство, которое заполняется исследуемой жидкостью. При этом сопротивление движению сферы изменяется. В данных приборах измеряется именно зависимость сопротивления жидкости и скорости вращения. Эти параметры и фиксируются в результате испытания.

Внутри цилиндра не всегда находится сфера. Она может быть заменена диском, конусом, пластиной или еще одним цилиндром. Расстояние между наружным и внутренним телом составляет несколько миллиметров, чтобы создалась сила трения. Значение сопротивления определяется датчиками. Чем больше их установлено, тем точнее будет значение. Соответственно, цена прибора будет увеличиваться.

Вискозиметр ротационный подходит для жидкостей, коэффициент вязкости которых находится в пределах от тысячи до миллионов Па*с. Скорость вращения внутреннего тела играет важную роль. От нее зависит точность измерения. Чем меньше скорость, тем точнее измерение. Приборы с минимальной скоростью углового вращения очень точны, но и стоят они дорого.

Виды ротационных вискозиметров

Описанный выше принцип работы прибора характерен для вискозиметра Брукфильда. Это наиболее простое устройство измерителя данного типа. Но не всегда движется внутреннее тело. В отдельных случаях вращается внешний цилиндр. Именно поэтому вискозиметр ротационный может быть двух видов: с неподвижным цилиндром и торсионные измерители.

Внутреннее тело торсионных вискозиметров подвешено в центре на упругой нити. При вращении внешнего цилиндра начинает двигаться и измеряемая жидкость. При ее вращении закручивается и цилиндр. Угол закручивания внутреннего цилиндра уравновешивается моментом сил трения вращающейся жидкости.

Погрешность измерения возникает из-за дна внутреннего цилиндра. Различные ученые пытались решить эту проблему по-своему. Чаще всего дно делали вогнутым. При заполнении жидкости в вогнутости остается воздух. Тем самым трение о дно снижается. Ученые Гатчек, Куэтт внутренний цилиндр помещали в охранные кольца. Это снижало турбулентность его концов. Волорович использовал высокий, но узкий цилиндр. При этом погрешность из-за дна становилась незначительной. Ряд ученых использовали приборы, в которых расстояние между цилиндрами было очень мало. При этом дно прибора не заполнялось жидкостью.

Вискозиметр ротационный по своей конструкции имеет очень много вариантов исполнения. Но он всегда обладает такими преимуществами, как универсальность, небольшой размер, малая погрешность и низкая стоимость. Именно благодаря этим характеристикам прибор и стал столь популярным.

Источник

Вискозиметры — приборы для измерения вязкости веществ

Вискозиметр — измерительный прибор для определения вязкости жидкостей, газов, некоторых видов полимеров. Название прибора произошло от латинского «viscosus» — вязкий.

Вискозиметры измеряют динамическую вязкость и/или кинематическую. Динамическая вязкость показывает степень текучести вещества в реальных условиях. Она измеряется в Па∙с (паскаль секунды) или в Пуазах. Кинематическая вязкость оценивает текучесть при разных условиях давления и плотности вещества и вычисляется как отношение абсолютной вязкости к плотности. Измеряется данная величина в Стоксах или см 2 /с.

Читайте также:  Как измерить артериальное давление полуавтоматом

Большинство вискозиметров разработано для ньютоновских, проще говоря, привычных нам жидкостей. Их вязкость зависит только от давления и температуры. Однако существует целый класс неньютоновских жидкостей (немного о них мы рассказывали в статье про крахмал), вязкость которых напрямую зависит от скорости течения. Это человеческая кровь, резиновый цемент, растворы полимеров, моторные масла с полимерными добавками и модификаторами вязкости, некоторые пищевые продукты. Для определения вязкости неньютоновских жидкостей тоже можно использовать вискозиметры, за исключением ультразвуковых и вискозиметров с падающим шариком.

Какие бывают типы вискозиметров

— Капиллярные. При использовании этого прибора обычно измеряется время, за которое определенный объем исследуемой жидкости перетечет через капилляр или отверстие определенного диаметра.

— Ротационные. Прибор состоит из двух соосных цилиндров, между которыми помещается исследуемое вещество. Один из цилиндров вращается с постоянной скоростью, передавая через среду вращающий момент неподвижному цилиндру. Вязкость среды оценивают по величине момента вращения неподвижного цилиндра.

— С падающим шариком. Вязкость определяется по расстоянию, пройденному шариком, опущенным в вещество.

— Пузырькового типа. Пузырьковые вискозиметры оценивают характеристики движения пузырька газа в исследуемой среде.

— Ультразвуковые. Устройство представляет собой специальный зонд, который опускают в исследуемое вещество, где он испускает короткие импульсы. По степени затухания импульсов судят о вязкости материала.

— Вибрационные. Определяют вязкость по изменению параметров колебаний вибрирующего зонда в среде.

Такое разнообразие конструкций приборов и методов определения вязкости связано с тем, что приходится измерять текучесть веществ, вязкость которых может различаться в 10 17 П. Кроме этого, приборы должны учитывать условия, в которых они будут применяться. Вискозиметры выпускаются как для лабораторий так и для постоянного мониторинга состояния вещества, например, на производстве, в трубопроводах. Условия давления и температуры тоже могут отличаться очень сильно. Выпускаются приборы для измерения вязкости веществ при температурах от -50 до +2000 °С.

Как выбрать вискозиметр

Для того чтобы выбрать вискозиметр, нужно определиться с тремя основными параметрами:
— точность измерения;
— диапазон значений;
— условия работы прибора.

Капиллярные вискозиметры отличаются высокой чувствительностью, погрешность их измерений не превышает 2% (как правило, составляет доли процента). Поэтому они чаще других используются в лабораториях.

Ротационные вискозиметры позволяют измерять вязкость самых разных веществ в диапазоне от 0,6 мПа∙с до 3 000 000 мПа∙с, но погрешность измерений может достигать 4%.

К очень точным измерительным приборам относятся ультразвуковые вискозиметры. Кроме того, они подходят для работы с агрессивными, высокотемпературными веществами, для измерений в вакууме и в инертной атмосфере.

Вискозиметры, работающие на принципе падающего шарика, применимы в высокотемпературных средах — ими часто измеряют вязкость расплавов стекол, солей. Очень удобны они для измерения вязкости прозрачных низковязких сред в пищевой, фармацевтической, нефтехимической индустрии. Погрешность измерений не превышает 3%.

В магазине «ПраймКемикалсГрупп» вы можете купить Вискозиметр ВЗ-246 капиллярного типа — сертифицированное и качественное оборудование. Заказать его, как и другие товары из нашего широкого ассортимента, можно с доставкой.

Источник

Adblock
detector