Vorrichtung zur Bestimmung der Viskosität einer Flüssigkeit Es sind
Vorrichtungen bekannt, bei denen die Geschwindigkeit einer in einem mit Flüssigkeit
gefüllten Zylinder fallenden Kugel zur Bestimmung der Viskosität der betreffenden
Flüssigkeit benutzt wird. Bei weitem Spielraum der Kugel und geringer Zähigkeit
der Flüssigkeit werden die Fallzeiten so klein, daß eine genaue Zeitmessung kostspielige
und umständlich zu handhabende Instrumente erfordert. Bei engem Spielraum liegt
die Gefahr vor, daß die Kugel an der Wand herunterrollt und der Versuch falsche
Ergebnisse zeitigt.Device for determining the viscosity of a liquid There are
Devices known in which the speed of one in one with liquid
filled cylinder falling ball to determine the viscosity of the relevant
Liquid is used. With a lot of ball play and low toughness
of the liquid, the fall times are so short that an accurate time measurement is costly
and requires awkward-to-use instruments. When there is a tight margin
the danger of the ball rolling down the wall and the wrong attempt
Brings results.
Es sind ferner Vorrichtungen zur Bestimmung der Viskosität einer Flüssigkeit
bekannt, bei denen ein Verdrängungskörper an eine Waage angehängt ist und darch
Gewichtsbelastung aus der Flüssigkeit herausgehoben wird, wobei die in einem zylindrischen
Gefäß befindliche Flüssigkeit durch einen ringförmigen Spalt verdrängt wird. Aus
der Geschwindigkeit der Bewegung des Körpers wird auf die Viskosität geschlossen.
Nach der Erfindung werden nun die bekannten Viskosimeter der= letztgenannten Art
dadurch verbessert, daß als Verdrängungskörper eine Kugel bzw. ein Körper mit der
Oberfläche einer Kugelhaube oder Kugelzone benutzt wird.. Bei einem kugelförmigen
Verdrängungskörper nehmen im Unterschied zu den bisher bekannten Verdrängungskörpern
die Strömungsquerschnitte der Flüssigkeit von der engsten Stelle am Verdrängungskörper
aus nach beiden Seiten hin allmählich und stetig zu, wodurch eine turbulente Strömung
und damit das Auftreten von Meßfehlern vermieden wird. Außerdem erreicht man den
Vorteil, daß sich infolge der einfachen Grundelemente die Apparatkonstante aus den
Dimensionen von Zylinder, Kugel und dem Hub der Kugel berechnen läßt. Damit ist
also ein Viskosimeter geschaffen, das zur Eichung keiner Vergleichsinstrumente bedarf.
Gegenüber der vielbenutzten Kapillare zeigt es den Vorteil, daß keine Korrekturen
(H a g e n -b a c h , C o u e t t e) für die Enden des Flüssigkeitsstromes zu berücksichtigen
sind.There are also devices for determining the viscosity of a liquid
known, in which a displacement body is attached to a scale and darch
Weight load is lifted out of the liquid, being in a cylindrical
Liquid located in the vessel is displaced through an annular gap. the end
the speed of movement of the body is inferred from the viscosity.
According to the invention, the known viscometers of the last-mentioned type
improved by the fact that a ball or a body with the displacement body
Surface of a spherical cap or spherical zone is used .. In the case of a spherical
Displacement bodies take in contrast to the previously known displacement bodies
the flow cross-sections of the liquid from the narrowest point on the displacement body
out to both sides gradually and steadily, creating a turbulent flow
and thus the occurrence of measurement errors is avoided. You can also reach the
Advantage that, due to the simple basic elements, the apparatus constant is derived from the
Calculate dimensions of cylinder, ball and the stroke of the ball. So is
thus created a viscometer that does not require any comparison instruments for calibration.
Compared to the much-used capillary, it has the advantage that no corrections are required
(H a g e n -b a c h, C o u e t t e) to be taken into account for the ends of the liquid flow
are.
Eine beispielsweise Ausführungsform des Viskosimeters nach der Erfindung
ist in der Zeichnung dargestellt.An example embodiment of the viscometer according to the invention
is shown in the drawing.
Die Kugel d ist mittels der Hängestange b an dem Endpunkt c des Waagebalkens
w, der seinen Drehpunkt bei f hat, aufgehängt, so daß sie, der Bewegung des Waagebalkens
w folgend, sich möglichst genau in der Achse des Flüssigkeitsbehälters d von exakt
kreiszylindrischer Form bewegt. Das Gegengewicht g gleicht das Gewicht der Kugel
nebst Hängestange ganz oder zum Teil aus, so daß unter dem Einfluß des Meßgewichtes
g1 ein Punkt des Waagebalkens eine bestimmte Meßstrecke h, die dadurch fixiert sein
kann, daß das Gegengewicht g in seiner höchsten Stellung durch eine Sperrklinke
s gehalten wird und in seiner tiefsten Stellung gegen einen festen Anschlag k stößt,
auf- oder abwärts durchläuft. Aus der hierzu erforderlichen Zeit T, die beliebig
- groß gemacht werden
kann, ist dann leicht die Zähigkeit u der
im Zylinder befindlichen Flüssigkeit zu ermitteln. Es besteht die Beziehung
C . ,u = (G,+ A),c, wobei angenommen ist, daß Kugel und Stange durch
das Gegengewicht vollständig ausbalanciert sind und der Waagenwiderstand vernachlässigt
wird. Es bedeutet G das auf die Kugel reduzierte Belastungsgewicht, A den Auftrieb
in Dyn, -r die Hubzeit in Sekunden und C die Instrumentenkonstante in absolutem
Maß, die mit den Dimensionen des Apparates folgendermaßen zusammenhängt.
worin d gleich dem Halbmesser der Kugel (cm), b gleich dem Halbmesser der Zylinderbohrung
(cm), h gleich dem Hub der Kugel (cm).The ball d is suspended by means of the suspension rod b at the end point c of the balance arm w, which has its pivot point at f, so that, following the movement of the balance arm w, it moves as precisely as possible in the axis of the liquid container d of an exactly circular cylindrical shape . The counterweight g compensates for the weight of the ball and suspension rod in whole or in part, so that under the influence of the measuring weight g1, a point on the balance beam covers a certain measuring distance h, which can be fixed in that the counterweight g is in its highest position by a pawl s is held and in its lowest position pushes against a fixed stop k, traverses upwards or downwards. The viscosity u of the liquid in the cylinder can then easily be determined from the time T required for this, which can be made arbitrarily large. Relationship C exists. , u = (G, + A), c, where it is assumed that the ball and rod are completely balanced by the counterweight and that the balance resistance is neglected. It means G the load weight reduced to the ball, A the buoyancy in dynes, -r the stroke time in seconds and C the instrument constant in absolute measure, which is related to the dimensions of the apparatus as follows. where d is the radius of the ball (cm), b is the radius of the cylinder bore (cm), h is the stroke of the ball (cm).
Ist die Dichte der Flüssigkeit, welche dem Auftrieb A proportional
ist, nicht bekannt, so kann man aus zwei Versuchen mit dem gleichen Öl und zwei
verschiedenen Gewichten G1, G2 sowohl ß als auch A bestimmen. Damit ist man in der
Lage, die Dichte, mithin auch die kinematische Zähigkeit der Versuchsflüssigkeit
zu ermitteln.Is the density of the liquid, which is proportional to the buoyancy A.
is not known, so one can make two experiments with the same oil and two
different weights G1, G2 determine both ß and A. So you are in the
Position, density, and therefore also the kinematic viscosity of the test liquid
to investigate.