CS273117B1 - Method of friction coefficient measuring between particular substance or viscous liquid and wall and device for this method realization - Google Patents
Method of friction coefficient measuring between particular substance or viscous liquid and wall and device for this method realization Download PDFInfo
- Publication number
- CS273117B1 CS273117B1 CS554887A CS554887A CS273117B1 CS 273117 B1 CS273117 B1 CS 273117B1 CS 554887 A CS554887 A CS 554887A CS 554887 A CS554887 A CS 554887A CS 273117 B1 CS273117 B1 CS 273117B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- measuring tube
- viscous liquid
- wall
- measuring
- electrical resistance
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Fluid Pressure (AREA)
Abstract
Description
(57) Způsob měření součinitele tření mezi partikulární látkou nebo viskozní kapalinou a stěnou, při kterém skutečný normálový tlak a smykové napětí jsou současně a nezávisle na sobě snímány na stěně měrné trubice, kterou je partikulární látka nebo viskozní kapalina protlačována. Způsob se provádí v zařízení, které sestává ze zdroje tlaku, měrné trubice opatřené na vnější stěně elektrickými odporovými snímači v úplném můstkovém zapojení pro měření normálového tlaku protlačovaného média nezávisle na smykovém napětí a měrná trubice je s výstupním potrubím zdroje tlaku pružně oddělena těsněním a spojena dvěma nebo více ohybově namáhanými ailoměrnými prvky tvaru části prstence s elektrickými odporovými tenzometry v úplném můstkovém zapojení pro snímání smykových napětí protlačovaného média na vnitřním povrchu měrné trubice.(57) A method of measuring the coefficient of friction between a particulate matter or a viscous liquid and a wall, wherein the actual normal pressure and shear stress are simultaneously and independently sensed on the wall of the measuring tube through which the particulate matter or the viscous liquid is extruded. The method is carried out in a device consisting of a pressure source, a measuring tube provided on the outer wall with electrical resistance sensors in a full bridge connection for measuring the normal pressure of the extruded medium independent of shear voltage and the measuring tube is resiliently separated from the pressure source outlet line by a seal and connected or a plurality of flexurally stressed and aomeric ring-shaped elements with electrical resistance strain gauges in a complete bridge circuit for sensing shear stresses of the extrudate on the inner surface of the measuring tube.
CS 273 117 BlCS 273 117 Bl
Vynález se týká způsobu měření součinitele tření na ploše kontaktu partikulární látky nebo viskózní kapaliny se stěnou a zařízení k provádění tohoto způsobu.The present invention relates to a method for measuring the coefficient of friction on the surface of contact of a particulate matter or viscous liquid with a wall and to an apparatus for carrying out the method.
Součinitel tření charakterizuje velikost odporu proti vzájemnému posunutí dvou látek v kontaktu. Pokud je jednou látkou partikulární materiál, složený ze vzájemně se dotýkajících pevných částic, kapalné a plynné fáze nebo viskózní kapalina, která se od látek partikulárních liší velikostí součinitele bočního tlaku v klidu a druhou látku představuje povrch stěny například potrubí, dochází po dosažení jistého stupně přetvářné deformace ke smyku partikulární látky nebo viskózní kapaliny po povrchu stěny. Velikost smykových sil lze vyjádřit pomocí součinitele tření.The friction coefficient characterizes the amount of resistance to mutual displacement of two substances in contact. If one substance is a particulate material consisting of interlocking solid particles, a liquid and a gas phase, or a viscous liquid that differs from the particulate material by the size of the lateral pressure coefficient at rest and the other is a wall surface such as a pipeline, deformation to shear of particulate matter or viscous liquid over the wall surface. The magnitude of shear forces can be expressed by the coefficient of friction.
Je znám způsob a zařízení, ve kterém se plastická hmota protlačuje za nastavitelného normálového tlaku měrnou trubicí, přičemž se snímá tečné napětí na ploše kontaktu stěny měrné trubice silovými snímači, působícími v axiálním směru. Nevýhodou tohoto řešení je přibližné určení skutečného tlaku protlačované látky v trubici, který se od nastaveného normálového tlaku liší o neznámé tlakové ztráty systému měrné trubice. Jinou nevýhodou zařízení je použití málo citlivých axiálních tahově namáhaných silových snímačů například tenzometrických šroubů pro měření obvykle malých smykových napětí na ploše kontaktu.A method and apparatus are known in which plastic is extruded at an adjustable normal pressure through a measuring tube, whereby the tangential stress at the contact surface of the measuring tube wall is sensed by force sensors acting in the axial direction. The disadvantage of this solution is the approximate determination of the actual pressure of the extruded substance in the tube, which differs from the set normal pressure by unknown pressure losses of the measuring tube system. Another disadvantage of the device is the use of low sensitive axial tensile stress sensors, for example strain gauge screws, to measure usually small shear stresses on the contact surface.
Tyto nedostatky odstraňuje způsob a zařízení k měřeni součinitele tření mezi partikulární látkou nebo viskózní kapalinou a stěnou podle vynálezu, ve kterém se současně a nezávisle na sobě snímá skutečný normálový tlak a smykové napětí na vnitřní stěně měrné trubice, kterou se protlačuje partikulární látka nebo viskózní kapalina a součinitel tření se vyhodnotí jako poměr zjištěného smykového napětí a normálového tlaku. Zařízení k provádění tohoto způsobu se skládá z měrné trubice, těsněním pružně napojené na zdroj tlaku opatřené na vnější stěně aktivními elektrickými odporovými snímači a pasivními elektrickými odporovými snímači na zvláštní podložce ze stejného materiálu jako měrná trubice, přičemž tyto aktivní a pasivní elektrické odporové snímače jsou v úplném můstkovém zapojení pro přímé měření normálového tlaku partikulární látky nebo viskózní kapaliny nezávisle na smykovém napět! a tato měrná trubice je s výstupním potrubím zdroje tlaku spojena alespoň dvěma ohybově namáhanými siloměrnými prvky prstencového tvaru a dalšími aktivními elektrickými odporovými snímači v úplném můstkovém zapojení pro snímání smykových napětí partikulární látky nebo viskózní kapaliny v kontaktu s vnitřním povrchem měrné trubice, přičemž měrná trubice může být na svém výstupním konci napojena na vytvářecí sestavu, například pro keramické těsto, pomocí dalšího pružného těsnění a dalších nejméně dvou ohybově namáhaných siloměrných prvků tvaru části prstence s elektrickými odporovými snímači v úplném můstkovém zapojeni pro snímání smykových napětí partikulární látky nebo viskózní kapaliny na vnitřním povrchu měrné trubice.These drawbacks are overcome by a method and apparatus for measuring the coefficient of friction between a particulate matter or a viscous liquid and a wall according to the invention, in which the actual normal pressure and shear stress on the inner wall of the measuring tube through which the particulate or viscous liquid is pressed and the friction coefficient is evaluated as the ratio of the detected shear stress to the normal pressure. The apparatus for carrying out this method consists of a measuring tube which is resiliently connected to a pressure source provided on the outer wall with active electrical resistance sensors and passive electrical resistance sensors on a separate substrate of the same material as the measuring tube. Complete bridge connection for direct measurement of normal pressure of particulate matter or viscous liquid independent of shear stress! and the metering tube is connected to the outlet of the pressure source by at least two bending-stressed ring-shaped load cells and other active electrical resistance sensors in a full bridge connection for sensing shear stresses of particulate or viscous liquid in contact with the inner surface of the metering tube; be connected at its outlet end to a forming assembly, for example for a ceramic dough, by means of an additional resilient seal and at least two bending-stressed load cells of a ring-shaped part with electrical resistive sensors in a complete bridge connection to sense shear stresses of particulate or viscous liquid on the inner surface measuring tube.
Zdrojem tlaku partikulární látky nebo viskózní kapaliny může být například šnekový lis. Součinitel tření partikulární látky nebo viskózní kapaliny na stěně se v zařízení podle vynálezu stanovuje na vnitřní stěně měrné trubice. Aktivním elektrickým odporovým snímačem se v zařízení podle vynálezu rozumí drátkový, fóliový nebo polovodičový elektrický odporový snímač, nalepený na mechanicky namáhaném vnějším povrchu měrné trubice nebo vhodném místě siloměrného prvku. Tyto aktivní snímače slouží k měření normálového tlaku a smykového napětí média protlačovaného v měrné trubici. Pasivní elektrický odporový snímač je elektrický odporový tenzometr nalepený na podložce, která není mechanicky namáhána. V úplném můstkovém zapojení elektrických odporových snímačů slouží pasivní snímače ke kompenzaci vlivu teploty média nebo okolí na výsledek měření tlaku a smykového napětí partikulární látky nebo viskózní kapaliny.The pressure source of the particulate matter or the viscous liquid may be, for example, a screw press. The friction coefficient of the particulate matter or viscous liquid on the wall in the device according to the invention is determined on the inner wall of the measuring tube. Active electrical resistance sensor in the device according to the invention means a wire, foil or semiconductor electrical resistance sensor, adhered to the mechanically stressed outer surface of the measuring tube or a suitable place of the load cell. These active sensors are used to measure the normal pressure and shear stress of the medium extruded in the measuring tube. The passive electrical resistance sensor is an electrical resistance strain gauge stuck to a substrate that is not mechanically stressed. In a full jumper wiring of the electrical resistance sensors, passive sensors serve to compensate for the effect of the medium or ambient temperature on the pressure and shear stress measurement of the particulate matter or viscous fluid.
Výhodou způsobu měření podle vynálezu je průběžné a nezávislé snímání normálového tlaku a smykového napětí partikulární látky nebo viskózní kapaliny v měrné trubici při změnách vlastností těchto látek, za různých podmínek toku těchto látek, jakož i pro různé drsnosti vnitřního povrchu měrné trubice. Zařízení umožňuje kalibraci normálového tlaku a smykového napětí v měrné trubici před vlastním měřením součinitele tření.An advantage of the method of measurement according to the invention is the continuous and independent sensing of the normal pressure and shear stress of a particulate matter or viscous liquid in the measuring tube as the properties of these substances change, under different flow conditions, and for different roughnesses of the inner surface of the measuring tube. The device enables calibration of normal pressure and shear stress in the measuring tube before the measurement of the coefficient of friction.
CS 273 117 BlCS 273 117 Bl
Součinitel tření je vyhodnocován jako poměr snímaných smykových napětí a normálových tlaků na vnitřním povrchu měrné trubice. Smykové napětí na vnitřním povrchu měrné trubice je vyhodnocováno jako poměr smykové síly měřené pomocí ohybově namáhaných silomerných prvků s elektrickými odporovými snímači a známé velikosti vnitřního povrchu měrné trubice.The friction coefficient is evaluated as the ratio of the sensed shear stresses to the normal pressures on the inner surface of the measuring tube. The shear stress on the inner surface of the measuring tube is evaluated as the ratio of the shear force measured by bending stressed load cells with electrical resistance sensors and the known size of the inner surface of the measuring tube.
PříkladExample
Ve vakuovém šnekovém lisu se homogenizací připravila elektroporcelánová směs, která jako keramické těsto se po dosažení zvoleného tvářecího tlaku protlačovala do měrné trubice, opatřené na výstupním konci vytvářecí sestavou. Na stěně měrné trubice se snímal pomocí elektrických odporových snímačů normálový tlak protlačovaného těsta, který dosahoval hodnot 0,25 až 0,52 MPa podle vlhkosti těsta pro 40 ot/min šnekového lisu. Současně a nezávisle na měření normálového tlaku se snímalo pomocí siloměrných prvků s elektrickými odporovými snímači smykové napětí keramického těsta na vnitřním povrchu měrné trubice. Hodnoty smykového napětí dosahovaly 0,12 až 0,30 MPa podle vlhkosti těsta. Součinitel tření mezi keramickým těstem a stěnou měrné trubice se stanovil jako poměr odpovídajících si hodnot registrovaného časového' průběhu současně měřeného smykového napětí a normálového tlaku keramického těsta v měrné trubici. Součinitel tření dosahoval hodnot v rozmezí 0,42 až 0,76. Měřením a výpočtem tak byla stanovena skutečná hodnota součinitele tření, která se významně lišila od dosud odhadovaných přibližných údajů. Hodnota součinitele tření byla využita pro optimalizační výpočet procesu 'vytváření keramického těsta v závislosti na konstrukci šnekového lisu.An electroporcelain mixture was prepared by homogenization in a vacuum screw press, which as a ceramic dough was extruded into the measuring tube provided with a forming assembly at the outlet end after reaching the selected forming pressure. On the wall of the measuring tube, the normal pressure of the extruded dough was measured by means of electrical resistance sensors, which reached values of 0.25 to 0.52 MPa according to the dough humidity for a 40 rpm screw press. Simultaneously and independently of the measurement of the normal pressure, the shear stress of the ceramic dough on the inner surface of the measuring tube was sensed by means of load cells with electrical resistance sensors. The shear stresses reached 0.12 to 0.30 MPa depending on the dough moisture. The coefficient of friction between the ceramic dough and the measuring tube wall was determined as the ratio of the corresponding values of the registered time course of the simultaneously measured shear stress and the normal pressure of the ceramic dough in the measuring tube. The coefficient of friction was between 0.42 and 0.76. Thus, the actual value of the coefficient of friction, which differed significantly from the estimated data so far, was determined by measurement and calculation. The value of the coefficient of friction was used for the optimization calculation of the process of forming the ceramic dough depending on the design of the screw press.
Příkladné provedení zařízení· k provádění způsobu podle vynálezu je schematicky znázorněno na připojených výkresech, kde na obr. 1 je zařízení pro měření součinitele tření keramického těsta s tenzometrickými siloměrnými prvky v ústi měrné trubice a na obr.An exemplary embodiment of a device for carrying out the method according to the invention is schematically shown in the accompanying drawings, in which Fig. 1 is a device for measuring the coefficient of friction of a ceramic dough with strain gauge load cells at the mouth of a measuring tube;
2' je zařízení pro měření součinitele tření keramického těsta s tenzometrickými siloměrhými prvky v ústí í na výstupu měrné trubice.2 'is a device for measuring the coefficient of friction of a ceramic dough with strain gauge force measuring elements at the mouth at the outlet of the measuring tube.
Na obr. 1 je. zdroj JL tlaku, dopravující partikulární látku nebo viskozní kapalinu do měrné trubice 2, opatřené na vnější straně aktivními elektrickými odporovými snímači 3 a pasivními elektrickými odporovými snímači 4, které jsou nalepeny na tenké podložce 5, těsně přiléhající k vnějšímu povrchu měrné trubice 2. Elektrické odporové snímače 3 a 4 v úplném můstkovém zapojení měří normálový tlak £ protlačovaného média v měrné trubici 2 nezávisle na smykovém napětí t média na vnitřním povrchu měrné trubice 2. Měrná trubice 2 je k výstupnímu potrubí zdroje JL tlaku připojena alespoň dvěma ohybově namáhanými siloměrnými prvky 6 tvaru části prstence s dalšími elektrickými odporovými snímači 7 pro měření· smykových napětí t protlačovaného média na vnitřním povrchu měrné trubice 2. S výstupním potrubím zdroje _1 tlaku je měrná trubice 2 pružně utěsněna těsněním 8. Vliv těsnění 8 je eliminován při kalibraci zařízení před měřením smykového napětí t.FIG. a pressure source 11, conveying the particulate matter or viscous liquid to the measuring tube 2, provided on the outside with active electrical resistance sensors 3 and passive electrical resistance sensors 4, which are adhered to a thin substrate 5 adjacent the outer surface of the measuring tube 2. The sensors 3 and 4, in a full bridge connection, measure the normal pressure tlak of the extruded medium in the measuring tube 2 independently of the shear stress t of the medium on the inner surface of the measuring tube 2. The measuring tube 2 is connected to the outlet pipe of the pressure source 11 by at least two bending load cells 6 of shape. With the outlet pipe of the pressure source 1, the measuring tube 2 is resiliently sealed by a gasket 8. The influence of the gasket 8 is eliminated. n in the calibration device before measuring shear stress t.
Zařízení podle obr. 1 pracuje takto: Měřené médium je měrnou trubicí protlačováno pomocí zdroje JL tlaku, kterým je například vakuový šnekový lis. Současně a nezávisle na sobě měřené hodnoty normálového tlaku £ pomocí elektrických odporových snímačů 3 a 4 a smykového napětí £ média na stěně měrné trubice 2 pomocí elektrických odporových snímačů 7 na siloměrných prvcích 6 se registrují v závislosti na čase. Poměr odpovídajících si hodnot smykového napětí £ a normálového tlaku £, stanovený výpočtem, je hledaná hodnota součinitele tření.The device according to FIG. 1 operates as follows: The medium to be measured is forced through the measuring tube by a pressure source 11, such as a vacuum screw press. Simultaneously and independently of the measured values of the normal pressure tlaku by the electrical resistance sensors 3 and 4 and the shear stress napětí of the medium on the wall of the measuring tube 2 by the electrical resistance sensors 7 on the load cells 6 are registered as a function of time. The ratio of the corresponding values of the shear stress norm and the normal pressure £, determined by calculation, is the value of the friction coefficient sought.
Na obr. 2 je měrná trubice 2 s aktivními elektrickými odporovými snímači 3 a pasivními snímači 4 na podložce 5 pro měření normálového tlaku £ vedle připojení k výstupnímu potrubí zdroje 1, tlaku pomocí nejméně dvou siloměrných prvků 6 s elektrickými odporovými snímači 7 a těsněním 8 spojena také ňa svém výstupním konci s vytvářecí sestavou 9 pro keramické těsto pomocí alespoň dvou dalších siloměrných prvků 10 tvaru Části prstence s elektrickými odporovými snímači 11 pro měření smykových napětí Jb protlačovaného média na vnitřním povrchu měrné trubice 2. S vytvářecí sestavou 9 je měrná trubice 2 na vý3In Fig. 2, a measuring tube 2 with active electrical resistance sensors 3 and passive sensors 4 on a normal pressure measuring pad 5, in addition to the connection to the outlet pipe of the source 1, pressure by at least two load cells 6 is connected to the electrical resistance sensors 7 and a gasket 8 also at its outlet end with the ceramic dough forming assembly 9 by means of at least two other load cell elements 10 in the form of a ring portion with electrical resistance sensors 11 for measuring the shear stresses Jb of the extruded medium on the inner surface of the measuring tube 2. vý3
CS 273 117 Bl stupním konci těsněna dalším pružným těsněním 12, jehož vliv je při měření smykového napětí t eliminován při kalibraci zařízeni.CS 273 117 B1 is sealed by a further elastic seal 12 at the step end, the influence of which is eliminated when calibrating the device when measuring shear stress t.
Zařízení podle obr. 2 pracuje takto: K měření tlaku £ protlačovaného média se užívají elektrické odporové snímače 3 a 4 na stěně měrné trubice 2. K měření smykových napětí t média v měrné trubici 2 je užito siloměrných prvků 6 s elektrickými odporovými snímači 7. Při fixované vytvářecí sestavě £) se měří smykové napětí j; média v měrné trubici 2 také pomoci siloměrných prvků 10 s elektrickými odporovými snímači JJ.. Není-li vytvářecí sestava Í5 fixována, měří se pomocí siloměrných prvků 10 a elektrických odporových snímačů II tlak, respektive tlaková ztráta na vstupu do vytvářecí sestavy 9.The device according to FIG. 2 operates as follows: To measure the pressure of the medium to be extruded, electrical resistance sensors 3 and 4 are used on the wall of the measuring tube 2. For measuring the shear stresses t of the medium in the measuring tube 2, load cells 6 with electrical resistance sensors 7 are used. the shear stress j; If the generating assembly 15 is not fixed, the pressure or pressure drop at the inlet of the generating assembly 9 is measured by means of the load cells 10 and the electrical resistance sensors 11, respectively.
Součinitel tření mezi protlačovaným médiem, například keramickým těstem a stěnou zařízeni, je důležitou Teologickou charakteristikou, využívanou například pro návrh šnekových ploch a šnekové komory keramického vytlačovacího lisu.The coefficient of friction between the extruded medium, for example a ceramic dough and the wall of the device, is an important theological characteristic used, for example, for the design of worm surfaces and the screw chamber of a ceramic extruder.
PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS554887A CS273117B1 (en) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | Method of friction coefficient measuring between particular substance or viscous liquid and wall and device for this method realization |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS554887A CS273117B1 (en) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | Method of friction coefficient measuring between particular substance or viscous liquid and wall and device for this method realization |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS554887A1 CS554887A1 (en) | 1990-07-12 |
| CS273117B1 true CS273117B1 (en) | 1991-03-12 |
Family
ID=5400594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS554887A CS273117B1 (en) | 1987-07-22 | 1987-07-22 | Method of friction coefficient measuring between particular substance or viscous liquid and wall and device for this method realization |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS273117B1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103884640A (en) * | 2014-03-21 | 2014-06-25 | 北京工业大学 | Prestressed pipeline friction testing apparatus and installation method of apparatus |
-
1987
- 1987-07-22 CS CS554887A patent/CS273117B1/en unknown
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103884640A (en) * | 2014-03-21 | 2014-06-25 | 北京工业大学 | Prestressed pipeline friction testing apparatus and installation method of apparatus |
| CN103884640B (en) * | 2014-03-21 | 2016-07-27 | 北京工业大学 | A kind of prestress pipe friction resistance test device and installation method thereof |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CS554887A1 (en) | 1990-07-12 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US7401522B2 (en) | Pressure sensor using compressible sensor body | |
| US4512431A (en) | Weight sensing apparatus employing polymeric piezoelectric film | |
| US6122972A (en) | Capacitive pressure sensor with moving or shape-changing dielectric | |
| US4266188A (en) | Method and apparatus for measuring a component in a flow stream | |
| US3548638A (en) | Apparatus and method for continuously determining viscosity | |
| US10184853B2 (en) | Self-heated pressure sensor assemblies | |
| US3138950A (en) | Apparatus for concurrent measurement of polymer melt viscosities at high and low shear rates | |
| US4366714A (en) | Pressure/temperature probe | |
| AU691239B2 (en) | A temperature compensation method in pressure sensors | |
| SU1718736A3 (en) | Device for measuring pressure in two-screw extruder | |
| US7278321B2 (en) | Pressure sensor | |
| CS273117B1 (en) | Method of friction coefficient measuring between particular substance or viscous liquid and wall and device for this method realization | |
| CN1148570C (en) | High-precsion pressure sensor | |
| JP3926327B2 (en) | Pressure delivery device with device for recognizing membrane rupture, and connection adapter with device for recognizing membrane rupture | |
| CN211978201U (en) | Pressure transmitter for medical equipment | |
| GB1252433A (en) | ||
| CN101344499B (en) | Thermal conduction cell sensor used for measuring hydrogen gas | |
| JP2654184B2 (en) | Semiconductor humidity sensor | |
| CN219757608U (en) | Pressure detection test equipment | |
| CN1773297A (en) | On-line measuring device for electric conducting composite material resistance-capacitance-temperature-pressure | |
| CN207798326U (en) | The integrating device of chip | |
| RU2168710C2 (en) | Resistance strain-gauge pressure transducer | |
| SU1376031A1 (en) | Apparatus for measuring humidity content in loose materials in flow | |
| JPS62156525A (en) | Scale | |
| SU1260745A2 (en) | Device for measuring rheological characteristics of viscous and viscous-plastic materials |