RU2091757C1 - Способ измерения вязкости - Google Patents
Способ измерения вязкости Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091757C1 RU2091757C1 SU5023386A RU2091757C1 RU 2091757 C1 RU2091757 C1 RU 2091757C1 SU 5023386 A SU5023386 A SU 5023386A RU 2091757 C1 RU2091757 C1 RU 2091757C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- viscosity
- drops
- capillary
- liquid
- fluid
- Prior art date
Links
Landscapes
- Measuring Volume Flow (AREA)
Abstract
Использование: способ предназначен для измерения кинематической вязкости жидкости. Сущность изобретения: способ измерения вязкости жидкости включает истечение исследуемой жидкости из камеры через капилляр в виде отдельных капель и определение вязкости расчетным путем. Выбирают не менее двух интервалов времени, в течение которых подсчитывают количество истекших капель, и с учетом измеренных значений рассчитывают вязкость. 1 ил.
Description
Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения кинематической вязкости жидкости в широком диапазоне значений.
Известны различные способы измерения вязкости, например, по скорости движения шарика в исследуемой жидкости (авт. св. СССР N 1300333, кл. G 01 N 11/10, 9/10, 1987) или по параметрам колебания жидкости в горизонтальной трубке, совершающей колебательные движения (заявка Великобритании N 2186092, кл. G 01 N, 1989).
Недостатком данных способов является наличие движущихся элементов, что усложняет их реализацию.
Наиболее близким из известных является способ (Степанов Л.П. Чесноков Н. А. Современное состояние техники измерения вязкости. М. Стандартгиз, 1959, с. 5-9), заключающийся в измерении времени истечения определенного объема жидкости через капилляр, причем моменты начала и конца времени истечения фиксируются по прохождению мениском определенных уровней в камере истечения. Этому методу присущ ряд недостатков:
способ требует заливки в вискозиметр строго определенного количества жидкости;
время измерения зависит от вязкости жидкости;
фиксация времени прохождения лишь двух уровней жидкостей не обеспечивает высокой точности измерений.
способ требует заливки в вискозиметр строго определенного количества жидкости;
время измерения зависит от вязкости жидкости;
фиксация времени прохождения лишь двух уровней жидкостей не обеспечивает высокой точности измерений.
Целью изобретения является упрощение процедуры измерения, повышение надежности и возможность измерения вязкости малых объемов жидкости.
Указанная цель достигается тем, что в способе измерения вязкости жидкости, включающем истечение исследуемой жидкости из камеры через капилляр и определение вязкости расчетным путем, истечение жидкости из капилляра осуществляют в виде отдельных капель, выбирают не менее двух интервалов времени, в течение которых подсчитывают количество истекших капель, а вязкость определяют из функциональной зависимости
где n1 число капель, вытекших за время ti; α - коэффициент регрессии; A константа прибора; g ускорение свободного падения; n кинематическая вязкость.
где n1 число капель, вытекших за время ti; α - коэффициент регрессии; A константа прибора; g ускорение свободного падения; n кинематическая вязкость.
При истечения жидкости из камеры скорость вытекания определяется выражением:
где V объем жидкости в камере, t -время истечения, R радиус капилляра, l -длина капилляра, x высота уровня жидкости в камере, отсчитываемая от нижнего конца капилляра.
где V объем жидкости в камере, t -время истечения, R радиус капилляра, l -длина капилляра, x высота уровня жидкости в камере, отсчитываемая от нижнего конца капилляра.
Зависимость V от x определяется соотношением
V0-V=S(x0-x), (3)
где V0 и x0 объем и уровень в начальный момент времени, S площадь горизонтального сечения камеры истечения.
V0-V=S(x0-x), (3)
где V0 и x0 объем и уровень в начальный момент времени, S площадь горизонтального сечения камеры истечения.
Тогда из (2) получаем
Объем вытекшей жидкости пропорционален числу вытекших капель
V0-V=Vkn, (5)
где n число капель; Vk объем одной капли.
Объем вытекшей жидкости пропорционален числу вытекших капель
V0-V=Vkn, (5)
где n число капель; Vk объем одной капли.
Подставляя (5) в (4), получим
где A константа прибора, равная
Интегрируя уравнение (6), получим
где
Предлагаемая формула (8) представляет собой функциональную зависимость числа вытекших капель от времени истечения. По этой формуле, подставляя экспериментально измеренные значения числа капель ni и времени их истечения ti, можно определить коэффициент вязкости одним из известных способов расчета. Причем измерение числа вытекших капель ni и времени их вытекания ti всегда производится от начала истечения жидкости. Конкретный способ расчета следует выбирать в зависимости от практической реализации предлагаемого способа измерения.
где A константа прибора, равная
Интегрируя уравнение (6), получим
где
Предлагаемая формула (8) представляет собой функциональную зависимость числа вытекших капель от времени истечения. По этой формуле, подставляя экспериментально измеренные значения числа капель ni и времени их истечения ti, можно определить коэффициент вязкости одним из известных способов расчета. Причем измерение числа вытекших капель ni и времени их вытекания ti всегда производится от начала истечения жидкости. Конкретный способ расчета следует выбирать в зависимости от практической реализации предлагаемого способа измерения.
Так, в общем случае, если число вытекших капель измерено в произвольные моменты времени, расчет вязкости должен производиться по правилам статистической обработки результатов эксперимента (Бурдун Г.Д. Марков Б.М. Основы метрологии. М. Изд-во стандартов, 1975, с. 211).
Пусть, например, измерение числа вытекших капель ni и соответствующего им времени истечения ti произведено m раз, то есть получено m пар значений ni и ti. Каждая пара значений должна удовлетворять выражению (1). В результате получаем систему уравнений с двумя неизвестными
Значения этих двух неизвестных находятся из этой системы, применяя к ней метод "наименьших квадратов".
Значения этих двух неизвестных находятся из этой системы, применяя к ней метод "наименьших квадратов".
Минимальное число уравнений, необходимое для нахождения двух неизвестных, должно быть равно двум. Поэтому для расчета вязкости необходимо измерить не менее двух пар значений ni и ti. Однако, для увеличения точности определения вязкости желательно проводить большее число измерений.
Такой метод расчета является довольно сложным и может найти применение лишь при использовании вычислительной техники при реализации способа в автоматическом режиме.
Можно предложить более простой, однако менее точный метод расчета. Выражение (6) можно представить в виде
Значение производной можно приближенно записать в виде
тогда получаем
Данное выражение имеет линейный вид и поэтому величину можно найти как тангенс угла наклона прямой на графике зависимости n: от Типичный график этой зависимости, построенный по экспериментальным точкам для воды, представлен на чертеже.
Значение производной можно приближенно записать в виде
тогда получаем
Данное выражение имеет линейный вид и поэтому величину можно найти как тангенс угла наклона прямой на графике зависимости n: от Типичный график этой зависимости, построенный по экспериментальным точкам для воды, представлен на чертеже.
Значение константа A должно быть для каждого вискозиметра определено либо по выражению (7), либо по результатам предварительно проведенных экспериментов с жидкостью с известной вязкостью.
Так как для измерения вязкости достаточно вытекания всего лишь нескольких капель жидкости, а размер камеры истечения не имеет значения, то очевидно, что необходимое количество жидкости для измерения может составлять порядка 1 мл.
Способ реализуют следующим образом.
Изготовлен вискозиметр, камера истечения которого представляла собой стеклянную трубку диаметром 3,5 мм, соединенную с капилляром диаметром примерно 0,25 мм. Измерения проводили с дистиллированной водой при 20oC. С помощью двухстрелочного секундомера были определены интервалы времени между отрывом 20 капель и по уравнению (8) рассчитана величена , как коэффициент регрессии в уравнении (7). Принимая значение кинематической вязкости воды равным 1,002•10-6 м2/с (табличное значение), а ускорение свободного падения равным 9,8 м/с2, было рассчитано значение константы вискозиметра A, которое оказалось равным 1,535•10-9 м.
Затем на этом же вискозиметре были проведены измерения с этиловым спиртом и ацетоном. Так как константа A уже известна, то были рассчитаны коэффициенты кинематической вязкости, которые оказались равными для спирта 1,51•10-6 м2/с и 4,18•10-7 м2/с для ацетона. Эти значения находятся в хорошем согласии с имеющимися табличными значениями.
Предлагаемый способ значительно упрощает измерения, так как не требует никакого электроизмерительного оборудования, что в свою очередь обеспечивает его надежность.
Claims (1)
- Способ измерения вязкости жидкости, включающий истечение исследуемой жидкости из камеры через капилляр и определение вязкости расчетным путем, отличающийся тем, что истечение жидкости из капилляра осуществляют в виде отдельных капель, выбирают не менее двух интервалов времени, в течение которых подсчитывают количество истекших капель, а вязкость определяют из функциональной зависимости
где ni число капель, вытекших за время ti;
α - коэффициент регрессии;
A константа прибора;
ν - кинематическая вязкость.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5023386 RU2091757C1 (ru) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Способ измерения вязкости |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5023386 RU2091757C1 (ru) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Способ измерения вязкости |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2091757C1 true RU2091757C1 (ru) | 1997-09-27 |
Family
ID=21594992
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5023386 RU2091757C1 (ru) | 1992-01-22 | 1992-01-22 | Способ измерения вязкости |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2091757C1 (ru) |
-
1992
- 1992-01-22 RU SU5023386 patent/RU2091757C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Степанов Л.П., Чесноков Н.А. Современное состояние техники измерения вязкости. - М.: Стандартгиз, 1959, с. 5 - 9. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5365776A (en) | Process and device for determining the viscosity of liquids | |
Ubbelohde | The principle of the suspended level: applications to the measurement of viscosity and other properties of liquids | |
CA1133721A (en) | Method and apparatus for field measurement of interfacial tension between immiscible fluids | |
US3520179A (en) | Variable head rheometer for measuring non-newtonian fluids | |
US9176040B2 (en) | Apparatus and method for measuring fluid viscosity | |
RU2091757C1 (ru) | Способ измерения вязкости | |
Bissig et al. | Water collection techniques at very low flow rates including strong capillary effects | |
Brundage | Blood and plasma viscosity determined by the method of concentric cylinders | |
Vassallo et al. | Measurement of velocities in gas-liquid two-phase flow using laser Doppler velocimetry | |
KR100353425B1 (ko) | 로드셀에 의한 질량 연속측정식 모세관 점도계 | |
US4873872A (en) | Float for fluid measurements | |
Barigou et al. | The fluid mechanics of the soap film meter | |
KR20020095145A (ko) | 마이크로 점도계 및 측정방법 | |
SU1420468A1 (ru) | Устройство дл измерени динамической в зкости газов и жидкостей | |
RU2337347C2 (ru) | Способ определения относительной кинематической вязкости биологической жидкости | |
US2166842A (en) | Apparatus for determining the specific gravity of liquid media and the protein content of blood | |
Bopp et al. | A laser—Doppler sensor for flowrate measurements | |
JP2792840B2 (ja) | 単センサ式密度計測装置および方法 | |
SU574625A1 (ru) | Микродозатор | |
SU409114A1 (ru) | Капиллярный вискозиметр | |
US7114374B2 (en) | Sensitive spinline-type extensional viscometer for mobile liquids employing very small liquid volumes | |
SU1270576A1 (ru) | Способ поверки дозаторов жидкости | |
CA1170080A (en) | Method for measurement of the cavity volume of soft contact lenses and the apparatus for this measuring method | |
SU1038832A1 (ru) | Устройство дл измерени в зкости промывочной жидкости | |
SU1651161A1 (ru) | Вискозиметр |