RU2091757C1 - Способ измерения вязкости - Google Patents

Способ измерения вязкости Download PDF

Info

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
Application number
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Борисович Кудрицкий
Борис Ентильевич Фишман
Елена Михайловна Дмитриева
Original Assignee
Сергей Борисович Кудрицкий
Борис Ентильевич Фишман
Елена Михайловна Дмитриева
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Сергей Борисович Кудрицкий, Борис Ентильевич Фишман, Елена Михайловна Дмитриева filed Critical Сергей Борисович Кудрицкий
Priority to SU5023386 priority Critical patent/RU2091757C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2091757C1 publication Critical patent/RU2091757C1/ru

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.
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
Figure 00000002

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:
Figure 00000003

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.
Тогда из (2) получаем
Figure 00000004

Объем вытекшей жидкости пропорционален числу вытекших капель
V0-V=Vkn, (5)
где n число капель; Vk объем одной капли.
Подставляя (5) в (4), получим
Figure 00000005

где A константа прибора, равная
Figure 00000006

Интегрируя уравнение (6), получим
Figure 00000007

где
Figure 00000008

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
Figure 00000009

Figure 00000010

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
Figure 00000011

Значение производной можно приближенно записать в виде
Figure 00000012

тогда получаем
Figure 00000013

Данное выражение имеет линейный вид и поэтому величину
Figure 00000014
можно найти как тангенс угла наклона прямой на графике зависимости n: от
Figure 00000015
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
Figure 00000016
, как коэффициент регрессии в уравнении (7). Принимая значение кинематической вязкости воды
Figure 00000017
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)

  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
    Figure 00000018

    где ni число капель, вытекших за время ti;
    α - коэффициент регрессии;
    A константа прибора;
    ν - кинематическая вязкость.
SU5023386 1992-01-22 1992-01-22 Способ измерения вязкости RU2091757C1 (ru)

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)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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