Методи, прибори й засоби для вимірювання в'язкості

Повний діапазон виміру в'язкості становить від 0.1 сПз до 2.6 мільйонів сПз. Хоча окремий прилад не покриває весь діапазон, використання змінних шпинделів забезпечує кожному віскозиметру дуже широкий діапазон виміру.

Геометрію конус/плита можна використовувати з різними моделями цифрових віскозиметрів. Настійно рекомендується також придбати рідинної термостат для точного контролю температури.

Геометрія конус/плита завжди поставляється разом з віскозиметром. ЇЇ не можна придбати окремо як аксесуар або для модифікації наявного віскозиметра. Віскозиметр можна також використовувати й зі звичайними дисковими й циліндричними шпинделями, однак буде потрібно подовжений штатив. 2. Віскозиметри й реометри САР.

Прилади серії САР мають геометрію конус/плита й забезпечують високу швидкість зрушення. Вони розроблені для досліджень і контролю якості таких матеріалів, як фарби, покриття, смоли, чорнило, косметика, фармацевтичні вироби й продукти. Всі прилади серії САР мають убудований контроль температури, об'єм проби не перевищує 1 мол.

САР 1000 являє собою одношвидкісний віскозиметр, 750 про/хв при 50 Гц і 900 про/хв при 60 Гц. Швидкість зрушення становить 12000 сек-1 і 3000 сек-1 при 60 Гц і 10000 сек-1 і 2500 сек-1 при 50 Гц (залежно від шпинделя).

САР 2000 дозволяє міняти швидкість обертанні від 50 до 1000 про/хв. Діапазон виміру в'язкості становить 0.1 - 1500 Пз (0.1 - 1500 Па*с) при швидкостях обертання від 166 до 13300 сек-1. САР 1000 відповідає вимогам стандартів BS 3900, ISO 2884 і ASTM D 4287. 3. Реометр R/S.

Даний реометр забезпечує швидкість обертання 4100 сек-1 при коаксіальній геометрії й 4800 сек-1 при геометрії конус/плита. Максимальна швидкість обертання становить 800 про/хв. 4. Реометр PVS.

Даний реометр призначений для виміру в'язкості при високому тиску й температурі. Діапазон тиску від атмосферного до 1000 psi і діапазон температур від -40 до +200ос дозволяють широко використовувати реометр для дослідження бурових розчинів, пульпи й паперу, пластиків, нафтохімічних продуктів і аерозолів. Реометр має швидкості обертання від 0.05 до 1000 об/хв і відповідні швидкості зрушення від 0.01 до 1700 сек-1 . Датчик крутний моменту розташований у підшипнику й не підданий впливу високого тиску й температури.

3.10 Визначення зрушення напруги

Реометр R/S

Даний реометр відрізняється від всіх інших приладів Брукфильда тим, що задається не швидкість обертання шпинделя, а напруга зрушення. Такий підхід має кілька переваг: дуже широкий діапазон виміру в'язкості, можливість вимірювати границю текучості й можливість вивчати високов'язкі гелі.

Пропонується кілька моделей реометра R/S. Модель із коаксіальною геометрією комплектується шпинделями DIN діаметром 8, 14, 25, 45 і 48 мм. Модель із геометрією конус/плита комплектується конусами з кутом 1 і 2 градуси діаметром 2.5, 5.0 і 7.5 див. Також доступна геометрії плита/плита із плоскими плитами діаметром 2.5, 5.0 і 7.5 див. Дана геометрія оптимальна для екстремальне грузлих речовин або речовин, що містять тверді частки.

Прилад для випробувань м'яких матеріалів R/S SST.

Дана версія реометра призначена для проведення спеціальних досліджень, наприклад вивчення плинності матеріалів. Це відмінний спосіб вивчення продуктів, які не можна піддавати зрушенню перед виміром.

У реометрі використовуються шпинделі з лопатевою геометрією й дуже низькими швидкостями зрушення й напругами зрушення, що дозволяє вивчати в'язко еластичні характеристики таких матеріалів, як пасти, гелі, парафини й глинисті розчини.

3.11 Нетекучі матеріали

Вивчення нетекучих і слаботекучих матеріалів являє собою серйозну проблему. При обертанні шпинделя в продукті прорізаються свого роду канали, у результаті чого прилад показує дуже низьку в'язкість, що не відповідає дійсності. Брукфильд пропонує кілька рішень даної проблеми. 1. Стійка спірального руху.

До цієї стійці можна приєднати будь-який віскозиметр Брукфильда. Стійка повільно рухається нагору й долілиць (зі швидкістю 7/8 дюйма у хвилину), у той час як Т-Образний шпиндель обертається в досліджуваному матеріалі. Поперечина шпинделя, рухаючись по спіралі, постійно попадає в "свіжий" матеріал. Тим самим зникає тунельний ефект, властивим звичайним шпинделям.

У комплект поставки входять 6 Т-Образних шпинделів і спеціальної з'єднання для підключення шпинделя до віскозиметра.

2. Спіральний адаптер

Даний адаптер дозволяє вивчати пасто подібні матеріали, такі як паяльні пасти, продукти, косметику й ліки. Адаптер має внутрішній різьбовий шпиндель, що обертається усередині коаксіального циліндра. При обертанні шпинделя проба постійно подається через адаптер. Вимір виробляється після того, як установився постійний плин. Вимір в умовах постійного плину (у порівнянні з іншими методами) менш відчутно до неоднорідності проби. 3. Лопатеві шпинделі.

Лопатеві шпинделі при зануренні в пробу не порушують структуру зразка. При обертанні шпинделя матеріал захоплюється лопатами й утворить віртуальний циліндр. Дискові шпинделі дозволяють одержати повні реологічні дані, їх можна використовувати з будь-яким віскозиметром Брукфильда й з реометром R/S-SST.

3.12 Спеціальні аксесуари

Наступні аксесуари можна замовити для використання разом з віскозиметрами й реометрами Брукфильда. 1. Швидке з'єднання. Даний пристрій дозволяє швидко приєднати/від'єднати шпиндель. Це заощаджує час і дозволяє уникнути небезпеки зіпсувати різьблення. Швидке з'єднання виконане з нержавіючої сталі й може бути використане з дисковими шпинделями LV, RV, HA, HB і з Т-Образними шпинделями. 2. Подовжувач шпинделя. Подовжувач шпинделя може знадобитися в ситуаціях, коли потрібно збільшити дистанцію між віскозиметром і пробій (максимум 6 футів). Подовжувач типу D установлюється між віскозиметром і шпинделем і використовується в ситуаціях, коли можна спостерігати глибину занурення шпинделя. Тип S містить у собі частину, що занурюється, шпинделя й використовується в ситуаціях, коли не можна спостерігати глибину занурення шпинделя.

3.13 Дими й небезпечні умови

Якщо досліджуваний матеріал утворить дим або пара вони можуть потрапити в прилад, цієї ситуації варто уникати. Якщо ж пари горючі або вибухові, це становить небезпеку не тільки для приладу, але й для персоналу. 1. Штуцер продувки.

Даний аксесуар установлюється на корпус віскозиметра й може використовуватися з будь-якою моделлю. Інертний газ (наприклад, азот) під невеликим тиском подається через корпус віскозиметра, створюючи усередині надлишковий тиск. Тим самим запобігає влучення диму й пари усередину віскозиметра.

Штуцер продувки також можна встановити на корпус системи конус/плита й системи Thermosel, забезпечуючи контрольовану атмосферу над пробій. 2. Викоренення конструкція(тільки аналогова модель).

В умовах небезпеки вибуху варто використовувати викоренення встаткування. Брукфильд пропонує викоренення виконання для аналогового віскозиметра. Даний прилад перевірений у лабораторії Underwriter і відповідає класу 1 групи D. Для цифрових віскозиметрів і реометрів викоренення виконання недоступно.

Також недоступно викоренення виконання для аксесуарів, що мають електричне харчування, наприклад для стійки спірального руху або для системи Thermosel. Ці аксесуари можна використовувати тільки в безпечних умовах.

4. Таблиця конверсії різних величин виміру в'язкості

При використанні різних типів віскозиметрів для виміру в'язкості іноді виникає необхідність перекладу одних одиниць виміру в інші або в одиниці виміру Метричної Системи. Пропонуємо Вам скористатися даною таблицею:

Універсальні секунди Сейболта ssu	Кінематична в'язкість сантистокси	Секунди Редвуда	Одиниці Енглера	Секунди по чашці Партина № 10	Секунди по чашці Партина № 15	Секунди по чашці Партина № 20	Секунди по чашці Форда № 3	Секунди по чашці Форда № 4
31	1.00	29	1	--	--	--	--	--
35	2.56	32.1	1.16	--	--	--	--	--
40	4.30	36.2	1.31	--	--	--	--	--
50	7.40	44.3	1.58	--	--	--	--	--
60	10.3	52.3	1.88	--	--	--	--	--
70	13.1	60.9	2.17	--	--	--	--	--
80	15.7	69.2	2.45	--	--	--	--	--
90	18.2	77.6	2.73	--	--	--	--	--
100	20.6	85.6	3.02	--	--	--	--	--
150	32.1	128	4.48	--	--	--	--	--
200	43.2	170	5.92	--	--	--	--	--
250	54.0	212	7.35	--	--	--	--	--
300	65.0	254	8.79	15	6.0	3.0	30	20
400	87.6	338	11.70	21	7.2	3.2	42	28
500	110	423	14.60	25	7.8	3.4	50	34
600	132	508	17.50	30	8.5	3.6	58	40
700	154	592	20.45	35	9.0	3.9	67	45
800	176	677	23.35	39	9.8	4.1	74	50
900	198	762	26.30	41	10.7	4.3	82	57
1000	220	896	29.20	43	11.5	4.5	90	62
1500	330	1270	43.80	65	15.2	63	132	90
2000	440	1690	58.40	86	19.5	7.5	172	118
2500	550	2120	73.0	108	24	9	218	147
3000	660	2540	87.60	129	28.5	11	258	172
4000	880	3380	117.0	172	37	14	337	230
5000	1100	4230	146	215	47	18	425	290
6000	1320	5080	175	258	57	22	520	350
7000	1540	5920	204.3	300	67	25	600	410
8000	1760	6770	233.5	344	76	29	680	465
9000	1980	7620	263	387	86	32	780	520
10000	2200	8460	292	430	96	35	850	575
15000	3300	13700	438	650	147	53	1280	860
20000	4400	18400	584	860	203	70	1715	1150

Висновок

Умови вимірів

1. Нормальні умови вимірів;

Умови виміру, які характерні сукупністю значень або областей значень величин, що впливають, при яких зміною результату вимірів зневажають внаслідок малості.

Примітка - Нормальні умови вимірів установлюються в нормативних документах на засоби вимірів конкретного типу або по їхній перевірці (калібруванню)

2. Нормальне значення величини, що впливає;

Значення величини, що впливає, установлене в якості номінального.

Примітка - При вимірі багатьох величин нормується нормальне значення температури 20 °С або 293 К, а в інших випадках нормується 296 К (23°С). На нормальне значення, до якого приводяться результати багатьох вимірів, виконані в різних умовах, звичайно розрахована основна погрішність засобів вимірів

3. Нормальна область значень величини, що впливає;

Область значень величини, що впливає, у межах якої зміною результату вимірів під її впливом можна зневажити відповідно до встановлених норм точності.

Приклад - Нормальна область значень температури при перевірці нормальних елементів класу точності 0,005 у термостаті не повинна змінюватися більш ніж на ±0,05 °С від установленої температури 20 °С, тобто бути в діапазоні від 19,95 до 20,05 °С

4. Робоча область значень величини, що впливає;

Область значень величини, що впливає, у межах якої нормують додаткову погрішність або зміну показань засобу вимірів

5 Робочі умови вимірів

Умови вимірів, при яких значення величин, що впливають, перебувають у межах робочих областей.

Приклади:

1. Для вимірювального конденсатора нормують додаткову погрішність на відхилення температури навколишнього повітря від нормальної.

2. Для амперметра нормують зміна показань, викликана відхиленням частоти змінного струму від 50 Гц (50 Гц у цьому випадку приймають за нормальне значення частоти)

6. Робочий простір

Частина простору (навколишнього засіб вимірів і об'єкт вимірів), у якому нормальна область значень величин, що впливають, перебуває у встановлених межах

7. Граничні умови вимірів;

Умови вимірів, які характерні екстремальними значеннями, які засіб вимірів може витримати без руйнувань і погіршення його метрологічних характеристик

Список літератури

1. Френкель Я.І. Кінетична теорія рідин. - К., 1995

2. Аринштейн А., Порівняльний віскозиметр Жуковського. - К., 2004

3. R.H. Doremus. J. Appl. Phys., 92, 7619-7629 (2002)

4. M.I. Ojovan, W.E. Lee. J. Appl. Phys., 95, 3803-3810 (2004)

5.M.I. Ojovan, K.P. Travis, R.J. Hand. J. Phys.: Condensed Matter, 19, 415107 (2007)

6. Булкин П.С. Попова И.И., Загальний фізичний практикум. Молекулярна фізика. - К., 2005

Страницы: 1, 2, 3