PL58683B1 - - Google Patents

Description

Przedmiotem niniejszego wynalazku jest rotowi¬ skozymetr sluzacy do badania lepkosci cieczy, zwlaszcza cieczy nienewtonowskich.W praktyce laboratoryjnej korzysta sie z wielu róznorodnych aparatów dla dokonania pomiaru lepkosci. Wsród urzadzen tych przyjeto rozrózniac trzy grupy, mianowicie: wiskozymetry wyplywo¬ we, kulkowe i rotacyjne. W grupie wiskozymetrów rotacyjnych wystepuje kilka odmian, rózniacych sie od siebie niektórymi szczególami budowy. Wszy¬ stkie aparaty tego typu maja jednak wspólna ce¬ che: sa wyposazone w element wirujacy, stozek lub cylinder, zanurzony w badanej cieczy. Sily oporu powstajace podczas ruchu tego elementu, wywolane tarciem wewnetrznym badanej cieczy, przenosza sie za jej posrednictwem na powierzch¬ nie scian zbiornika, zawierajacego te ciecz. W re¬ zultacie na zbiornik oddzialywuje pewien moment skrecajacy, który w znany sposób jest mierzony.Poniewaz wielkosc wywolanego w opisanych wa¬ runkach momentu skrecajacego jest, miedzy in¬ nymi, funkcja lepkosci badanej cieczy mozna, zmie¬ rzywszy jego wartosc ustalic wspólczynnik tarcia wewnetrznego. Pomiary momentu skrecajacego sa jednak, jak wiadomo, klopotliwe i obarczone znacz¬ nymi bledami.Celem usuniecia wspomnianych niedogodnosci skonstruowano rotowiskozymetr, bedacy przedmio¬ tem niniejszego wynalazku, w którym wyelimino¬ wano pomiar sil skrecajacych, wprowadzajac na 10 15 25 jego miejsce oznaczenie wysokosci slupa cieczy. W rezultacie tego uproszczenia budowy i sposobu funkcjonowania aparatu zostalo calkowicie wyklu¬ czone niebezpieczenstwo uszkodzen lub trwalych deformacji bardziej wrazliwych jego elementów, na przyklad sprezyn dynamometrów torsyjnych, wy¬ stepujace czesto w urzadzeniach dotychczas stoso-^ wanych. Tak wiec, droga prostego zastapienia po¬ miaru wielkosci skrecania odczytem wysokosci slu¬ pa cieczy osiagnieto duzo wieksza pewnosc dzia¬ lania przyrzadu, przedluzono jego zywotnosc i ulatwiono obsluge.Rotowiskozymetr bedacy przedmiotem niniejsze¬ go wynalazku, pokazano w przykladzie wykonania na rysunku, na którym 1 oznacza stozek wprawia¬ ny w ruch wirowy silnikiem 10, 2 oznacza lejek umieszczony w naczyniu termostatujacym 11, 3 oznacza otwór wyplywowy lejka, 4 przewód gietki laczacy lejek, poprzez kran spustowy 5 z rurka manometryczna 6, obok której znajduje sie po- dzialka 7; 8 oznacza tachometr wskazujacy szyb¬ kosc wirowania stozka, 12 urzadzenia regulujace bieg silnika, 13 srube mikrometryczna ukladu prze¬ suwajacego lejek w plaszczyznie pionowej, zas & oznacza statyw.Celem zwiekszenia dokladnosci odczytu wskazan manometru mozna rurke manometryczna 6 umies¬ cic nie pionowo, jak przedstawiono na rysunku, lecz ukosnie lub zastosowac inny ze znanych spo¬ sobów polepszania odczytu. 5868358683 Dzialanie rotowiskozymetru wedlug wynalazku jest nastepujace: stozkowy wirnik aparatu jest umieszczony wspólosiowo w zbiorniku o ksztalcie lejka, majacego ten sam kat wierzcholkowy. Prze¬ wód laczy dokiy otwór lejka z rurka monome- tryczna. Dzieki tego rodzaju polaczeniu lejek oraz rurka tworza, wraz z przewodem, zestaw naczyn polaczonych. Pomiedzy powierzchnia wewnetrzna lejka i powierzchnia stozka znajduje sie wolna przestrzen. Po napelnieniu jej badana ciecza w ten sposób, aby osiagnal on wysokosc podzialki „O" manometru, i po nadaniu ruchu obrotowego stoz¬ kowi, sily odsrodkowe ruchem tym wywolane wy¬ twarzaja dzialanie ssace skierowane ku plaszczyz¬ nie podstawy wirujacego stozka.Na skutek tych oddzialywan ciecz w rurce ma- nometrycznej opada do poziomu odpowiadajacego stanowi równowagi miedzy sila powodujaca obni¬ zanie sie jej menisku a cisnieniem hydrostatycz¬ nym dzialajacym w przeciwnym kierunku. Wartosc cisnienia hydrostatycznego jest proporcjonalna do róznicy poziomów wskazanej przez manometr. Na¬ tomiast wielkosc równowazacej je sily, pracej ku górze ciecz otaczajaca stozek, zalezy od lepkosci tej cieczy, od szybkosci wirowania ^stozka i od sze¬ rokosci szczeliny miedzy jego powierzchnia a po¬ wierzchnia wewnetrzna lejka. Wszystkie wymie¬ nione wyzej parametry sa stale przy pomiarze po¬ równawczym, z wyjatkiem lepkosci, stanowiacej przedmiot poszukiwania.Aparat bedacy przedmiotem opisywanego wyna¬ lazku umozliwia dokonywanie oziacicn przy róz¬ nych szybkosciach wirowania stozka i róznych gru¬ bosciach szczeliny pomiarowej wypelnionej badana ciecza — a wiec przy róznych gradientach pred¬ kosci i w szerokim zakresie lepkosci.Dla dokonania oznaczenia wspólczynnika lepko¬ sci dynamicznej rotowiskozymetrem stanowiacym przedmiot niniejszego wynalazku stosuje sie me¬ tode pomiaru porównawczego. W tym celu nalezy najpierw zmierzyc wielkosc przesuniecia sie w rur¬ ce manometrycznej menisku cieczy wzorcowej o znanej lepkosci wyrazonej w centipoisach, a na¬ stepnie ustalic, przy tej samej szybkosci wirowania stozka i szerokosci szczeliny pomiarowej, analo¬ giczne wskazanie manometru dla cieczy badanej.Wielkosc odchylenia poziomu cieczy w rurce manometryczneji wywolanego dzialaniem ssacym wirujacego stozka, w stosunku do polozenia zero¬ wego, odpowiadajacego stanowi spoczynku stozka, jest wprost proporcjonalna do wspólczynników lepkosci dynamicznej, a odwrotnie proporcjonalna do ciezaru wlasciwego cieczy. Zatem dla stanów równowagi, panujacych po ustaleniu sie w rurce manometrycznej wysokosci menisków kolejno cie¬ czy wzorcowej i badanej, sluszna jest zaleznosc: hu -r]b • ?w hw 1T]w • fb z czego: 10 15 25 35 45 50 55 T]b = 1f]w hb • ft hw • fw O) gdzie Tib oznacza wspólczynnik lepkosci dynamicz¬ nej cieczy badanej, r\ w wspólczynnik lepkosci dy¬ namicznej, cieczy wzorcowej, Yb ciezar wlasciwy cieczy badanej, y w ciezar wlasciwy cieczy wzorco¬ wej, h i, wychylenie w rurce manometrycznej cie¬ czy badanej, zas hw oznacza wychylenie w rurce manometrycznej cieczy wzorcowej.Przykladowo, zaleznosc wychylenia slupa bada¬ nych cieczy od ich lepkosci podano w tablicy: L.p. 1 1 1 2 3 4 Ciecz badana 2 Olej A Olej B Olej C Olej D Wychylenie w mm 3 46 . 62 112 167 Lepkosc wcP wyliczona 4 252 - 632 912 zmierzona 5 236 343 617 864 Ciezar wlasciwybadanej cieczy G/cm* 6 0,9051 0,9135 0,9317 0,9025 Róznica wartosci kolumn 4 — 5v/%% 7 1 +6 * +2 +5 W kolumnie 2 tablicy podano oznakowanie bada¬ nego oleju mineralnego.W kolumnie 3 wychylenie w rurce manometrycz¬ nej aparatu, mierzone w mm slupa badanego oleju.W kolumnie 4 wyliczona ze wzoru "(1) lepkosc mierzonego oleju w zalozeniu, iz olej B przyjety zostal za wzorzec.W kolumnie 5 lepkosc badanego oleju zmierzona, dla porównania z jej wartoscia wyliczona, przy pomocy wiskozymetru Hoepplera.Wszystkie pomiary wykonano w temperaturze 25°C, przy szybkosci wirowania stozka równej 80 obrotów na minute i grubosci szczeliny miedzy stozkiem a lejkiem wynoszacej 1,5 mm. PL

Claims (1)

1. Zastrzezenie patentowe Rotowiskozymetr wyposazony w element wiru¬ jacy ze zmienna regulowana predkoscia, umieszczo¬ ny w termostatowanym zbiorniku znamienny tym, ze zbiornik (2) jest polaczony przewodem (4) z rurka manometryczna (6), zaopatrzona w przesuw¬ na skale (7), sluzaca do odczytywania róznicy cis¬ nien.KI. 42 1, 7/02 58683 MKP G 01 n PL