JPH03269341A - 流体の粘度測定装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として土砂をポンプや、圧縮空気で送る際
にその流量を予測するのに必要な流体の粘度測定装置に
関するものである。

〔従来の技術〕

従来、流体の粘度を測定するのに、例えば、石炭・水ス
ラリーの連続測定法に関する特開昭６１−５７８３３の
発明のごとく、石炭と水のスラリーを送る配管の一定区
間に、圧力損失測定器及び流量計を配置し、その配管内
にスラリーを流通することにより圧力損失測定器で検出
した圧力損失及び流量計で検出した流量を、ハーゲン・
ボワズーユの式に当てはめてそのスラリーの粘度を連続
的に求める方法が提案されている。

また、配管から細管を備えたバイパス管を設け、細管に
圧力損失測定器と流量計とを設置して、ハーゲン・ポワ
ズーユの式からスラリーの粘度を求める方法も提案され
ている。

しかしながら、上記のいずれの方法も、敷設された管路
にスラリーを実際に流して測定するものであり、管路を
敷設する前に粘度の測定ができないという問題がある。

〔発明の解決しようとする課題〕

本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされた
ものであり、流体を搬送する管路を敷設する前に、容易
にその流体の粘度を測定できる装置を提供することを解
決課題としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するための手段として、本発明の流体
の粘度測定装置は、粘度を測定する試料を入れる２基の
密閉型の容器の間を、両端部にそれぞれ開閉バルブ及び
圧縮空気注入バルブを有し、かつ内径の１００倍程度以
上の長さを有する細管で連通ずると共に、この細管の両
端の各端部からの影響のない位置にそれぞれ圧力計を、
そして、その２つの圧力計の間に流速計または流量計を
配設し、さらに各容器のそれぞれの上部に圧縮空気注入
用及び排出用の各バルブを配設することにより構成され
る。

なお、上記の各圧縮空気注入用のバルブは、それぞれ管
路を介してコンプレッサーなどの圧縮空気供給源に連絡
するものとする。

以上の構成からなる装置においては、測定する試料を、
一方の容器から他方の容器へ圧縮空気によって細管経由
移動する操作を繰り返し行ない、得られた流速と２点の
圧力の値をハーゲン・ポワズーユの式に当てはめてその
流体の粘度を測定することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の詳細な説明するが、第１図
は本発明の一実施例における流体の粘度測定装置の側面
図であり、この装置は粘度を測定する試料を入れる密閉
型の２基の容器１１、１２を配設し、これらの容器１１
と１２との間を、内径りの１００倍から２００倍程度以
上の長さ℃を有する細管１３で連通している。

次に、この細管１３の両端の各端部からの影響のない位
置、すなわち、各端部から細管１３の内径りの約６０倍
以上離れた位置にそれぞれ圧力計１４Ａ、１４Ｂを、そ
してこれら圧力計１４Ａ、　１４Ｂの間にドツプラー型
などの流速計１５または流量計を配設している。

さらに、各容器１１と１２のそれぞれの上部に、圧縮空
気注入バルブ３．４及び圧縮空気排出バルブ５，６を設
けると共に、細管１３の両端部に、開閉バルブ１．２及
び圧縮空気注入バルブ７゜８を設けている。

上記の各圧縮空気注入バルブ３．４及び７゜８は管路９
を介してそれぞれコンプレッサーなどの圧縮空気供給源
１０に連絡されているが、細管１３の両端に設けた圧縮
空気注入バルブ７．８を開けて細管１３内に注入される
圧縮空気は容器１１、１２及び細管１３内の試料を攪拌
する機能をする。

次に、上記の構成からなる流体の粘度測定装置の使用手
順について説明すると、まず全てのバルブ、即ち、開閉
バルブＬ　　２と圧縮空気注入バルブ３．４と圧縮空気
排出バルブ５，６ならびに圧縮空気注入バルブ７．８を
閉じて、容器１１内に粘度を測定する土砂などの試料を
入れ、両方の容器ＩＬ　１２ともにそれぞれの蓋１１Ａ
、　１１Ｂをして密閉する。

そこで、圧縮空気注入バルブ３と開閉バルブ１．２とを
開けると、試料は細管１３を経由して容器１１から容器
１２へと移動するが、試料が細管１３を流れている間の
流速を流速計１５で、そして細管１３の両端側の２点の
圧力を各圧力計１４Ａ。

１４Ｂで測定し、ペンレコーダ等に記録し、それらの流
速と圧力損失をハーゲン・ボワズーユの式に当てはめて
粘度を算出する。

次に、開閉バルブ２と圧縮空気注入バルブ３を閉じて、
圧縮空気排出バルブ５，６を開けて容器ＩＬ　１２及び
細管１３内の圧縮空気を矢印Ａのごとく排出する。

さらに、圧縮空気排出バルブ５．６を閉じ、開閉バルブ
２と圧縮空気注入バルブ４とを開けて、試料を容器１２
から細管１３を経由して容器１１に移動する。

そこで、試料が細管１３を流れている′間の流速を流速
計１５で、そして２点の圧力を圧力計１４Ａ１４Ｂでそ
れぞれ測定し、ペンレコーダ等に記録し、それらの流速
と圧力損失から前記と同様に粘度を算出する。

以上の操作を、試料の粘度が定常化するまで繰り返して
行なうことになる。

なお、試料の粒度分布が広い場合には、試料を容器１１
に入れた後、試料を移動する前に開閉バルブ１と圧縮空
気注入バルブ３を閉し、圧縮空気排出バルブ５と圧縮空
気注入バルブ７とを開けて容器１１内に圧縮空気を注入
することにより、試料を攪拌して試料を一様にすること
が必要である。

以上の粘度測定装置によれば、浚渫した土砂を搬送する
管路を敷設する時の土砂の粘度を知ることができ、それ
によりその搬送距離と土砂の土量などの設計の計算を事
前に行なうことができる。

上記の粘度の算出に使用されるハーゲン・ポワズーユ式
において、粘度ηは、細管１３の半径をａ、ｆｉｌｆｌ
管■３の圧力損失をΔＰ、細管Ｉ３の長さをｌ、そして
細管１３内の流量をＱとすれば、細管１３内の流速をＶ
、細管１３の内径をＤとすると、細管１３内の流量Ｑは
、Ｑ＝ｖ・π（Σ）２、Ｄ−２ａ、またはａ−Ｔなので
、 粘度ηは、 π（−１１−）４ΔＰ　　　　（七２△Ｐη　：　　　
　　　　　　　　　　　：８ｎｖ　　・　π（−＋−）
２８Ｉ！、■と変形でき、上記の分母上をＸ軸に、そし
Ｄ△Ｐ て分子　　４，２　　をＹ軸にした第２図においてプロ
ットすれば、測定した流体の粘度ηを求めることができ
る。

ここで、Ｙ＝ＡＸのニュートン流体の場合は、Ｙ切片が
Ｏであるので一度測定すればその粘度線図が得られ、一
方、Ｙ＝ＡＸ＋Ｂの非ニユートン流体の場合には、何度
か上記の測定を行ない、プロットをすることにより線図
が得られる。

〔発明の効果〕

以上に説明した本発明の流体の粘度測定装置によれば、
流体を搬送するために敷設された管路を使用せずに、粘
度を測定できるので、浚渫した土砂などをポンプや圧縮
空気で管内を搬送する際の流量を事前に予測することが
容易に可能になるという効果がある。

また、圧縮空気を使用しているので、ピストンポンプ等
の他の手段に比べ、経済的であり、また、試料の一様化
のための攪拌に・も圧縮空気を利用できるという利点が
ある。

さらに、試料の繰り返し測定ができるので、試料の定常
化するまでの時間を計測することにより、試料の時間依
存性を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における流体の粘度測定装置
の配置側面図、第２図は第１図の装置で測定して求めら
れる粘度の線図である。 １．２・・・開閉バルブ、３，４・・・圧縮空気注入バ
ルブ、５．６・・・圧縮空気排出バルブ、７，８・・・
圧縮空気注入バルブ、ＩＬ　１２・・・容器、１３・・
・細管、１４Ａ、１４Ｂ・・・圧力計、１５・・・流速
計、Ｄ・・・内径、ｌ・・・長さ。 第 ２ 図 ２７６−

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 粘度を測定する試料を入れる２基の密閉型の容器の間を
   、両端部にそれぞれ開閉バルブを設け、かつ内径の１０
   ０倍程度以上の長さを有する細管で連通すると共に、こ
   の細管の両端の各端部からの影響のない位置にそれぞれ
   圧力計を、そして、その２つの圧力計の間に流速計また
   は流量計を配設し、さらに各容器のそれぞれの上部に圧
   縮空気注入用及び排出用の各バルブを配設した流体の粘
   度測定装置。