Viscozimetre tip capilar sunt folosite pentru a determina vâscozitatea materialelor având o mică valoare: carne și oase bulion, sânge și grăsime topită, floarea soarelui și soia mistcell, soluții de săpun, uleiuri de migdale și arahide, grăsime de cofetărie. Viscozimetre capilari nu au dezavantajele inerente viscozimetru balansoar NYM: un capilar forfecat continuu din nou post-Payuschie lichid și căldura purtat cu materialul, în timp ce în materialul testat același viscozimetre-rota țional este în zazo-D viscozimetru pentru a întregii experiențe. Teoria vâscozimilor capilare a fost dezvoltată oarecum mai târziu decât teoria vâscozimetrilor de rotație.
O dată negat aplicabilitatea viscozimetre capilare pentru determinarea proprietăților reologice ale materialelor sub forfecare, pentru se produce într-un capilar eterogen sau mai puțin omogenă decât în zimetrah materialului visco-shift rotativ.
În vâscozimetrele capilare, fie viteza de curgere a lichidului investigat, fie scăderea constantă a presiunii în capilare sunt stabilite fie constante. Într-un vâscozimetru cu debit constant, se măsoară diferența de presiune dintre capetele capilarului și consumul de material în instrument cu presiune constantă.
Fiecare vâscozimetru constă din următoarele părți: un recipient pentru materialul de testare, un capilar calibrat, dispozitive pentru determinarea și reglarea presiunii, determinarea vitezei (sau curgerii) fluxului materialului și determinarea temperaturii.
Principiul acțiunii vâscozimetrelor capilare se bazează pe o schimbare continuă a capilarului lichidului nou furnizat și o antrenare constantă cu materialul căldurii în evoluție. Viscozimetrele capilare au o dimensiune capilară de la 0,3 la 0,7 mm, ceea ce face posibilă măsurarea vâscozității pe o gamă largă. Atunci când alegeți un vâscozimetru, trebuie avut în vedere că timpul pentru scurgerea lichidului trebuie să fie de la 1 la 3 minute. În caz contrar, acuratețea determinării vâscozității va fi scăzută.
Viscozimetrele capilare pot fi împărțite în trei grupe:
W cilindru - piston
W de expirare, dispozitive cu nivel constant și variabil
Primul grup de dispozitive sunt viscozimetre simple, care sunt U - tuburi profilate, dintre care unul este plasat capilar genunchiului (IWF-1 Ubbelohde viscozimetru, Ostwald). În vascozimetrul Ubbelohde, prezentat în figura 6a, este necesar să se presurizeze sau să se dilueze unul din coate pentru a expulza fluidul. Capilarul dispozitivului este poziționat vertical, ceea ce prezintă anumite dificultăți atunci când se lucrează cu lichide cu vâscozitate și tensiune superficială. Mai mult, tuburile sunt conectate la atmosferă și se determină timpul pentru curgerea lichidului din rezervor prin capilar la rezervor. Timpul de expirare se calculează atunci când nivelul lichidului din tubul cu rezervoare scade de la riscul m1 la m2. Cunoscând timpul de scurgere a fluidului, găsiți vâscozitatea măsurată.
a - Ubedolla; b - Ostwald; 1 - capacitatea de măsurare a cantității
care curge prin fluidul capilar; 2 - un capilar; 3 - container pentru colectare
Figura 5 - Viscozimetre capilare
Viscozimetrele capilare HPV (tip Ubbelohde) permit determinarea vâscozității cinematice a lichidului în intervalul de la 0,6 la 104 mm 2 / s la o temperatură de cel mult 100 ° C. Măsurarea vâscozității este redusă la determinarea timpului de curgere prin capilar al unui diametru dat al unei anumite cantități de lichid din rezervorul de măsurare.
Într-un viscozimetru Ostwald (Figura 6b) fluxul de fluid de la un trib la altul are loc sub influența presiunii hidrostatice a containerului cu riscuri (m1 - m2) testul de material curge printr-un tub capilar. Atunci când se lucrează la Ostwald ridica acest volum al fluidului de test, astfel încât, după umplerea genunchiului stâng la partea de sus a etichetei în partea de jos a capacității de dreapta a vorbit abia fluid de menisc. Dispozitivul este plasat într-un termostat și întărit vertical. Lichidul este termostatat timp de 20-25 minute, apoi este aspirat în genunchi stâng, folosind un tub de cauciuc într-o astfel de poziție încât meniscul să fie de 2 până la 3 mm deasupra marcajului superior și să dea fluide pentru a curge liber prin capilar. Când meniscul se află la nivelul marcajului, cronometrul este pornit și se măsoară timpul de tranzit al lichidului dintre semne. Ubbelohde vâscoasăîn dispozitive și Ostwald determinată în mod tipic în raport cu un fluid cunoscut standard de viscozitate (apă, ulei de ricin, glicerol). Viscozitățile a două lichide, măsurate în condiții egale în același capilar, vor fi tratate ca
unde # 951; # 951; - viscozitatea lichidului standard și de testare, Pa · s; # 961; # 961; - densitatea lichidului standard și lichidului de testare, kg / m3; # 964; # 964; - timpul de expirare a standardului și a lichidului examinat, de la nivelul m1 la nivelul m2.
Figura 6 - Viscozimetri din sticlă capilară
Pe viscozimetrul Ostwedda-Fenske (Figura 6c), o vâscozitate în intervalul de la 1 la 8000 mm 2 / s poate fi determinată prin găsirea timpului de transfer al materialului de la nivelul m1 la m2.
Viscozimetrii VZH-1, VZH-2 și VZH-4 sunt recomandați pentru evaluarea calității gelatinei prin vâscozitatea acesteia. Măsurătorile trebuie efectuate la o temperatură de 40 ° C și o concentrație de 10%. Dispozitiv de 1-IWF permite determinarea vâscozității melasei și soluțiile de melasă la schimbarea temperaturii de la de 20 până la 120 ° C și o concentrație de solide între 7 și 79%. Folosind un viscozimetru Ostwald, dependența viscozității de temperatură pentru carne și oase supă și sânge tehnic defibered, sucul de struguri, și vâscozitatea soluții de zahăr hidroalcoolice și apos spirtovo-. În intervalul de temperatură 40-95 ° C, viscozitatea temperaturii din carne și oase bulion este descrisă de o ecuație lege de putere. Cu creșterea temperaturii și scăderea concentrației de solide, viscozitatea bulionului este redusă. De exemplu, la o concentrație de 16% o viscozitate de 6,67 x 10-3 Pa s și la 90 ° C - 2,69 · 10-3 Pas. Vâscozitatea seu, la o temperatură de 50 ° C este de 29 · 10-3 Pa.s, și la 90 ° C - 10 · 10-3 Pa.s, vâscozitatea uleiului de pește, respectiv, egal cu 11,5 · 10-3 și 3.7 · 10-3 Pa.
Al doilea grup include dispozitive în care fluxul de material are loc datorită deplasării hidraulice, pneumatice sau mecanice a pistonului în cilindru. (Viscozimetru tip Arveson, Azarov, etc.). Astfel de vâscozimetri pot fi utilizate pentru a studia atât materiale Newtonian, cât și non-Newtonian.
tip Arveson viscozimetru cu o unitate (Figura 7a) hidraulic este alcătuit dintr-un cilindru 5, pistonul 3 mișcarea care este derivată din pompa fluid de viteze de pompare 2. Servomotorul 7 de la motorul electric 8. Presiunea din sistemul hidraulic este controlat de manometru 1. Studiu Masa 4 de piston 3 Acesta este forțat prin capilarul 6, în timp ce presiunea și viteza de presare sunt măsurate. Viscozimetrul are 8 capilare interschimbabile din oțel inoxidabil. La o viteză de forfecare de 10 s -1 poate determina viscozitate în domeniul 2.5-104 Pa · s și la o rată de 1,5 × 10 -4 cu - de la 0,1 la 10 Pa s. BM Viscozimetru Azarov este conceput pentru a studia proprietățile reologice ale testului cu vâscozitate ridicată și a masei bomboanelor. Acesta cuprinde (figura 7b) a cadrului, un sistem hidraulic de circuit de acționare 1, 2 a cilindrului de lucru 3 la un aparat cu manta cu termostat elektrotenzometricheskoy unitate fluid. Transmisia hidraulică constă dintr-o pompă de înaltă presiune, un rezervor de ulei, un cilindru hidraulic de putere, două supape de accelerație și un manometru. Cilindrul de lucru 2, cu un fund 5 prevăzut cu un piston 6 și capilarului 4. Cilindrul de jos și capilarul 3 au o manta de apă conectată la un termostat. Aparate de Elektrotenzometricheskaya constă dintr-un senzor de presiune integrat în partea inferioară a cilindrului, senzorul de temperatură instalat în canal capilar, amplificator și osciloscop. Consumul de material este determinat prin intermediul mecanismului de tăiere, care este un electromagnet cu doua bobină, care este montat pe miezuri speciale cuțit șir suspendat de la marginea capilarului.
Figura 7 - Viscozimetre cu acționare hidraulică.
Un avantaj important al viscometry capilar este abilitatea de a simula procese reale, cu toate acestea, aceste metode sunt utilizate pe scară largă pentru extrudare turnarea unui studiu pe canalele de transport de diferite lungimi și forme, precum și determinarea dependenței proprietăților reologice ale produselor factorilor tehnologici.
Cel de-al treilea grup este vâscozimetrele vâscoase sau cu flux variabil, dispozitive a căror funcționare se bazează pe fluxul de material sub acțiunea propriei sale mase. Unitatea principală este un container cu un tub capilar situat mai jos. Debitul lichidului este menținut constant, iar nivelul acestuia variază proporțional cu viscozitatea. Prin măsurarea înălțimii nivelului, se constată valoarea vâscozității investigate. Unul dintre instrumentele de nivel variabil este viscozimetrul lui Leib, care constă din două nave, una situată sub cealaltă. Lichidul intră în vasul superior și curge prin capilar la cel inferior cu capilar mai lung. Starea staționară este stabilită la o anumită coloană hidrostatică de lichid în vasul inferior. Înălțimea acestei coloane judecă valoarea vâscozității fluidului.
Viscozimetrele de nivel continuu (Figura 8) se bazează pe observarea naturii jetului de lichid care curge din capilar, de-a lungul căruia se apreciază valoarea viscozității. La o oarecare distanță de duză capilară 1-jet concasarea se produce, mai mici viscozitatea fluidului, mai mică distanța până la locul de scindare. Dispozitiv Trailing sub forma unui cărucior se va amesteca cu fotocelula 3 de-a lungul tubului 2. Când se trece la punctul fotocelulă strivire modificări fotocurentilor circuit, care este detectat de către dispozitivul secundar.
Figura 8 - Viscozimetru cu nivel constant
În concluzie, să ne ia în considerare trei simplu de expirare capilar viscozimetru - Engler, Redwood și Ford, care, deși nu au nici o justificare teoretică, dar sunt adesea folosite în producția de laboratoare tehnice. Dezavantajele esențiale ale dispozitivelor includ mai scurte capilare de lucru inexactitate de distribuție variabilă a presiunii hidrostatice a fluidului termostatic, și altele. De aceea, ele nu sunt recomandate pentru a fi utilizate în cercetarea științifică.
Vâscozimetrul Engler este proiectat pentru a determina timpul de curgere relativ al lichidelor, adică pentru a determina vâscozitatea în grade Engler. Figura 9 prezintă o diagramă a unui astfel de viscozimetru OB-108 (VNR). Rezervorul 5 este umplut cu fluidul de testare la un indicator de nivel (aproximativ 200 cm3). După îndepărtarea bățului 2, lichidul curge prin tubul 9. Aceasta determină timpul de curgere # 964; g. Experimentul de control se desfășoară pe aceeași cantitate de apă distilată cu determinarea timpului de ieșire # 964; g). Viscozitatea în grade de Engler este determinată de raportul
# 964; g. - timpul determinat de expirare a 200 ml din lichidul de testare s;
# 964; g. - timpul de expirare a aceluiași volum de apă distilată la 20 ° C
Temperatura lichidului termic din recipientul 6 este menținută de un încălzitor 5, construit în partea de jos a băii de apă și este reglat de un regulator de tiristor. Pentru egalizarea temperaturii unui agitator 10 cu mânerul 1. Temperatura măsurată cu termometru 3 și 4. Tubul deșeu are o lungime de 20 mm, diametrul superior 2,9 mm, iar în partea de jos - 2,8 mm. Puterea încălzitorului 400 wați. Dispozitivul este folosit pe scară largă pentru măsurarea viscozității diferitelor fluide în condițiile de producție. Pentru a recalcula vâscozitatea în grade Engler în unități de vâscozitate dinamică, există diferite formule empirice în literatură, de exemplu
unde # 951; - vâscozitate dinamică, Pa; ° E este vâscozitatea în grade de Engler; # 961; - densitatea lichidului, kg / m3.
Figura 9 - Viscozimetrul Engler
Viscozimetrul Engler a fost utilizat pentru produse alimentare cu vâscozitate redusă: bulion de carne-os, soluții de gelatină, produse lactate și altele asemenea. Potrivit A.A. Sokolov, vâscozitatea soluției adezive standard (17,75% substanță uscată) la 30 ° C este în intervalul de la 1,8 la 6 ° E (de la 0,01 la 0,045 Pas). Vâscozitatea bulionului de carne-os în aceleași condiții este de 2,1 ° E (aproximativ 0,013 Pa-s). Soluțiile de gelatină având aceeași concentrație la 40 ° C au o viscozitate de 15 până la 40 ° E (0,11 până la 0,3 Pa.s).
Tabelul 12 - Tipuri de erori de reometrie capilară
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: