RU2653175C2 - Highly viscous liquids viscosity determination method and the device for its implementation - Google Patents

Highly viscous liquids viscosity determination method and the device for its implementation Download PDF

Info

Publication number
RU2653175C2
RU2653175C2 RU2016139939A RU2016139939A RU2653175C2 RU 2653175 C2 RU2653175 C2 RU 2653175C2 RU 2016139939 A RU2016139939 A RU 2016139939A RU 2016139939 A RU2016139939 A RU 2016139939A RU 2653175 C2 RU2653175 C2 RU 2653175C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
outer cylinder
rotation
viscosity
lever
cylinders
Prior art date
Application number
RU2016139939A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2016139939A (en
Inventor
Александр Владиславович Водолажский
Татьяна Ивановна Герасимова
Дмитрий Ярославович Давыдов
Андрей Дмитриевич Плотников
Алексей Викторович Федотенко
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
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 Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева" filed Critical Публичное акционерное общество "Ракетно-космическая корпорация "Энергия" имени С.П. Королева"
Priority to RU2016139939A priority Critical patent/RU2653175C2/en
Publication of RU2016139939A publication Critical patent/RU2016139939A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2653175C2 publication Critical patent/RU2653175C2/en

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/14—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by using rotary bodies, e.g. vane
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material
    • G01N11/14—Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material by using rotary bodies, e.g. vane
    • G01N11/142—Sample held between two members substantially perpendicular to axis of rotation, e.g. parallel plate viscometer

Abstract

FIELD: measuring equipment.
SUBSTANCE: invention relates to the liquids absolute viscosity coefficient technique measuring, and more particularly to viscosity measuring by the rotating cylinders method between which the tested liquid is placed. Invention can be used to determine the highly viscous liquids viscosity. Described is the highly viscous liquids viscosity determining method, comprising placing the tested liquid in a container formed by a constant-size gap between the walls of the coaxial cylinders until completely filling of its volume, performing rotation the outer cylinder the relative to the inner cylinder, wherein the outer cylinder rotation relative to the inner cylinder is performed by the effect of weight attached to the lever connected to the outer cylinder, between the limiters by an angle from +α to -α relative to the horizontal plane passing through the coaxial cylinders axis of rotation. At that, using the stopwatch measuring the said outer cylinder T(η) rotation time, and the viscosity of the tested liquid η is determined by the formula:
Figure 00000012
, where KG is coefficient determined by the dimensions of the outer and inner cylinders and calculated by the formula:
Figure 00000013
, K(α) is the coefficient determined by the outer cylinder angle of rotation and calculated by the formula:
Figure 00000014
, T(η) is the outer cylinder rotation time; α is half angle of the outer cylinder rotation; η is viscosity of the tested liquid; L is length of the lever; M is weight of the load; g is acceleration of gravity; H is height of cylinders; Rout is the radius of the outer cylinder; Rin is the radius of the inner cylinder. Also proposed is the highly viscous liquids viscosity determining device, including coaxial cylinders of equal height, container, formed by a constant-size gap between the walls of the coaxial cylinders, into it are introduced lever with fixing elements, the weight fixed movably on the lever one end with the possibility of changing the torque, which other end is rigidly fixed to the outer cylinder, the side supports with the lever rotation limiters installed thereon, wherein the said coaxial cylinders rotation axes are arranged horizontally.
EFFECT: simplification of the device design and the ability to determine the highly viscous liquids viscosity at cryogenic temperatures with minimal errors.
2 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к технике измерения абсолютного коэффициента вязкости жидкостей, а более конкретно к измерению вязкости методом вращающихся цилиндров, между которыми помещается исследуемая жидкость. Изобретение может быть использовано для определения вязкости высоковязких жидкостей.The invention relates to a technique for measuring the absolute viscosity coefficient of liquids, and more particularly to measuring viscosity by the method of rotating cylinders, between which the test fluid is placed. The invention can be used to determine the viscosity of highly viscous liquids.

Известны способы определения вязкости жидкостей с использованием ротационного вискозиметра. Измерение можно проводить двумя способами:Known methods for determining the viscosity of liquids using a rotational viscometer. The measurement can be carried out in two ways:

1) прикладывая постоянный момент и измеряя скорость вращения цилиндров относительно друг друга (ГОСТ 33155-2014, ASTM D 4684-08);1) applying a constant moment and measuring the speed of rotation of the cylinders relative to each other (GOST 33155-2014, ASTM D 4684-08);

2) придавая определенную скорость вращения цилиндрам относительно друг друга и измеряя момент вращения (ГОСТ 33137-2014, ГОСТ 19832-87, ISO 3219: 1993).2) giving a certain speed of rotation of the cylinders relative to each other and measuring the moment of rotation (GOST 33137-2014, GOST 19832-87, ISO 3219: 1993).

При первом способе момент обычно задается с помощью груза, закрепленного на нити, намотанной на шкив, закрепленный на оси внутреннего цилиндра, и замеряется скорость вращения внутреннего цилиндра вокруг оси (или скорость опускания груза). При этом оси цилиндров располагаются вертикально.In the first method, the moment is usually set using a load fixed on a thread wound on a pulley fixed on the axis of the inner cylinder, and the speed of rotation of the inner cylinder around the axis (or the speed of lowering the load) is measured. In this case, the cylinder axes are arranged vertically.

При втором способе ось внутреннего цилиндра закрепляется на валу электродвигателя и, при задании определенной скорости вращения, измеряют мощность на валу двигателя, которая связана с моментом вращения.In the second method, the axis of the inner cylinder is fixed on the shaft of the electric motor and, when a specific speed of rotation is set, the power on the motor shaft, which is associated with the torque, is measured.

Оба конструктивных варианта имеют существенный недостаток. В случае определения вязкости высоковязких жидкостей при криогенных температурах необходимо обеспечить ввод вала в криогенный термостат или изготавливать криогенный термостат большого размера для возможности опускания груза на значительное расстояние. Кроме того, работа узлов трения, входящих в конструкцию подобных вискозиметров, затруднена при криогенных температурах, что вносит ошибки в определение вязкости.Both design options have a significant drawback. In the case of determining the viscosity of highly viscous liquids at cryogenic temperatures, it is necessary to introduce a shaft into the cryogenic thermostat or to produce a large cryogenic thermostat to allow the load to be lowered over a considerable distance. In addition, the operation of the friction units included in the design of such viscometers is difficult at cryogenic temperatures, which introduces errors in determining the viscosity.

Известен способ определения вязкости высоковязких жидкостей по патенту RU 2075056, опубл. 10.03.1997 (МПК: G01N 11/14 (2006.01)). Способ включает измерение параметра, характеризующего вращение в исследуемой жидкости внутреннего цилиндра ротационного вискозиметра, укрепленного на нити подвеса, и определение вязкости расчетным путем. В качестве измеряемого параметра используют величины времени запаздывания, а для их измерения используют два соосно размещенных на концах нити подвеса магнита, напротив которых размещают магнитоуправляемые герметические контакты, один из которых включен в цепь включения электросекундомера, а другой - в цепь его выключения.A known method for determining the viscosity of highly viscous liquids according to patent RU 2075056, publ. 03/10/1997 (IPC: G01N 11/14 (2006.01)). The method includes measuring a parameter characterizing the rotation in the test fluid of the inner cylinder of a rotational viscometer mounted on a suspension thread, and determining the viscosity by calculation. As the measured parameter, the values of the delay time are used, and for their measurement, two magnet suspension coaxially placed at the ends of the thread are used, opposite which magnetically controlled hermetic contacts are placed, one of which is included in the electric stopwatch switching circuit and the other in its switching off circuit.

Недостатком данного способа является необходимость проведения двух измерений времени запаздывания при двух длинах внутреннего цилиндра, большой объем емкости для исследуемой жидкости и необходимость определения модуля кручения нити при температуре испытания.The disadvantage of this method is the need for two measurements of the delay time for two lengths of the inner cylinder, a large volume of the container for the test fluid and the need to determine the torsion modulus of the thread at the test temperature.

Известен ротационный вискозиметр (патент РФ №2424500, опубл. 20.07.2011, МПК: G01N 11/10 (2006.01)), содержащий привод, на валу которого закреплен вращающийся цилиндр, соосный с ним воспринимающий цилиндр, соединенный с упругим элементом, и датчик угла поворота воспринимающего цилиндра. Упругий элемент содержит поворотный и неподвижный диски, воспринимающий цилиндр выполнен в виде стакана и соосно закреплен на поворотном диске упругого элемента, причем поворотный диск посредством П-образных плоских пружин, размещенных равномерно вокруг вала, связан с неподвижным диском упругого элемента, при этом П-образные плоские пружины закреплены радиально по периферии дисков, снабженных осевыми отверстиями для прохода вала привода.A known rotational viscometer (RF patent No. 2424500, publ. 07/20/2011, IPC: G01N 11/10 (2006.01)) containing a drive on the shaft of which a rotating cylinder is mounted, a receiving cylinder coaxial with it, connected to the elastic element, and an angle sensor rotation of the receiving cylinder. The elastic element contains a rotary and fixed disks, the receiving cylinder is made in the form of a cup and coaxially mounted on the rotary disk of the elastic element, and the rotary disk by means of U-shaped flat springs placed evenly around the shaft, is connected with the fixed disk of the elastic element, while U-shaped flat springs are fixed radially around the periphery of the disks provided with axial holes for the passage of the drive shaft.

Недостатком известного ротационного вискозиметра является значительная зависимость трения в узлах вращения двигателя от температуры при криогенных температурах и влияние низких температур на характеристики тензометров, регистрирующих угол поворота наружного цилиндра.A disadvantage of the known rotational viscometer is the significant dependence of friction in the engine rotation nodes on temperature at cryogenic temperatures and the influence of low temperatures on the characteristics of strain gauges recording the angle of rotation of the outer cylinder.

Задачей изобретения является определение вязкости высоковязких жидкостей при криогенных температурах.The objective of the invention is to determine the viscosity of highly viscous liquids at cryogenic temperatures.

Техническим результатом изобретения является упрощение конструкции устройства и возможность определения вязкости высоковязких жидкостей при криогенных температурах с минимальными погрешностями.The technical result of the invention is to simplify the design of the device and the ability to determine the viscosity of highly viscous liquids at cryogenic temperatures with minimal errors.

Технический результат достигается тем, что способ определения вязкости высоковязких жидкостей включает помещение исследуемой жидкости в емкость, образованную зазором постоянного размера между стенками коаксиальных цилиндров, до полного заполнения ее объема, осуществление поворота наружного цилиндра относительно внутреннего цилиндра, причем поворот наружного цилиндра относительно внутреннего цилиндра осуществляют под действием груза, закрепленного на связанном с наружным цилиндром рычаге, между ограничителями на угол от +α до -α относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения коаксиальных цилиндров, при этом измеряют секундомером время поворота упомянутого наружного цилиндра Т(η), а вязкость исследуемой жидкости η определяют по формуле:The technical result is achieved by the fact that the method for determining the viscosity of highly viscous liquids involves placing the test fluid in a container formed by a constant-size gap between the walls of the coaxial cylinders until its volume is completely filled, the outer cylinder is rotated relative to the inner cylinder, and the outer cylinder is rotated relative to the inner cylinder the action of the load, mounted on a lever connected to the outer cylinder, between the limiters at an angle from + α to -α about in relative a horizontal plane passing through the rotation axis of the coaxial cylinders, the measured stopwatch time rotation of said outer cylinder T (η), and the viscosity η sample liquid is determined by the formula:

Figure 00000001
Figure 00000001

где KG - коэффициент, определяемый размерами наружного и внутреннего цилиндров и рассчитанный по формуле:

Figure 00000002
,where K G is the coefficient determined by the dimensions of the outer and inner cylinders and calculated by the formula:
Figure 00000002
,

K(α) - коэффициент, определяемый углом поворота наружного цилиндра и рассчитанный по формуле:

Figure 00000003
,K (α) is a coefficient determined by the angle of rotation of the outer cylinder and calculated by the formula:
Figure 00000003
,

Т(η) - время поворота наружного цилиндра;T (η) is the rotation time of the outer cylinder;

α - половинный угол поворота наружного цилиндра;α is the half angle of rotation of the outer cylinder;

η - вязкость исследуемой жидкости;η is the viscosity of the test fluid;

L - длина рычага;L is the length of the lever;

М - вес груза;M is the weight of the cargo;

g - ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity;

Н - высота цилиндров;H is the height of the cylinders;

Rнар - радиус наружного цилиндра;R nar - the radius of the outer cylinder;

Rвн - радиус внутреннего цилиндра.R vn is the radius of the inner cylinder.

Технический результат достигается тем, что в устройство для определения вязкости высоковязких жидкостей, включающее коаксиальные цилиндры равной высоты, емкость, образованную зазором постоянного размера между стенками коаксиальных цилиндров, введены рычаг с элементами фиксации, груз, закрепленный подвижно на одном конце рычага с возможностью изменения момента вращения, другой конец которого жестко закреплен на наружном цилиндре, боковые опоры с установленными на них ограничителями угла поворота рычага, причем оси вращения упомянутых коаксиальных цилиндров расположены горизонтально.The technical result is achieved by the fact that in the device for determining the viscosity of highly viscous liquids, including coaxial cylinders of equal height, a container formed by a gap of constant size between the walls of the coaxial cylinders, a lever with fixing elements is introduced, a load fixed movably at one end of the lever with the possibility of changing the rotation moment , the other end of which is rigidly fixed to the outer cylinder, side supports with limiters of the angle of rotation of the lever mounted on them, and the axis of rotation are mentioned x coaxial cylinders are arranged horizontally.

Сущность изобретения заключается в определении времени поворота на определенный угол наружного цилиндра предлагаемого устройства относительно соосного внутреннего цилиндра с малым зазором между ними, в который помещена исследуемая высоковязкая жидкость. Оси вращения цилиндров расположены горизонтально. Поворот осуществляется под воздействием груза, установленного на рычаге, который закреплен подвижно на наружном цилиндре с возможностью изменения момента вращения. Время поворота наружного цилиндра на угол от +α до -α относительно горизонтальной плоскости, проходящей через оси цилиндров под действием груза, определяется вязкостью исследуемой жидкости, находящейся в зазоре между цилиндрами, которая за счет вязкого трения оказывает сопротивление повороту наружного цилиндра под воздействием груза. Для высоковязких жидкостей скорость поворота наружного цилиндра устанавливается так, чтобы момент вращения, прилагаемый к наружному цилиндру, был равен противодействующему моменту вязкого трения в жидкости, который растет с увеличением скорости сдвига.The essence of the invention is to determine the rotation time at a certain angle of the outer cylinder of the device with respect to the coaxial inner cylinder with a small gap between them, in which the investigated highly viscous liquid is placed. The axis of rotation of the cylinders are horizontal. The rotation is carried out under the influence of a load mounted on a lever, which is mounted movably on the outer cylinder with the possibility of changing the torque. The time of rotation of the outer cylinder by an angle from + α to -α relative to the horizontal plane passing through the axis of the cylinders under the influence of the load is determined by the viscosity of the test fluid located in the gap between the cylinders, which, due to viscous friction, resists the rotation of the outer cylinder under the influence of the load. For highly viscous fluids, the rotation speed of the outer cylinder is set so that the moment of rotation applied to the outer cylinder is equal to the opposing moment of viscous friction in the fluid, which increases with increasing shear rate.

Само устройство выполнено симметрично, что позволяет после цикла измерения его перевернуть на 180° и провести следующий цикл измерения без необходимости поворота рычага в исходное положение.The device itself is made symmetrically, which allows after a measurement cycle to turn it 180 ° and conduct the next measurement cycle without the need to turn the lever to its original position.

Сущность изобретения поясняется чертежами (фиг. 1, 2).The invention is illustrated by drawings (Fig. 1, 2).

На фиг. 1 и 2 представлена принципиальная схема предложенного устройства для осуществления способа определения вязкости высоковязких жидкостей (разрезы спереди и сбоку).In FIG. 1 and 2 presents a schematic diagram of the proposed device for implementing the method for determining the viscosity of highly viscous liquids (cuts in the front and side).

На фиг. 1, 2 приняты следующие обозначения:In FIG. 1, 2 the following notation is accepted:

1 - внутренний цилиндр;1 - inner cylinder;

2 - наружный цилиндр;2 - the outer cylinder;

3 - зазор между стенками коаксиальных цилиндров;3 - the gap between the walls of the coaxial cylinders;

4 - рычаг;4 - lever;

5 - груз;5 - cargo;

6 - боковые опоры;6 - side supports;

7, 8 - ограничители угла поворота рычага 4;7, 8 - limiters of the angle of rotation of the lever 4;

9, 10 - отверстия для скобы-фиксатора.9, 10 - holes for the clamp-retainer.

Устройство для определения вязкости высоковязких жидкостей включает коаксиальные цилиндры равной высоты - внутреннего 1 и наружного 2, емкость, образованную зазором 3 постоянного размера между стенками коаксиальных цилиндров, рычаг 4, груз 5, закрепленный подвижно на одном конце рычага 4 с возможностью изменения момента вращения, другой конец рычага 4 жестко закреплен на наружном цилиндре 2, боковые опоры 6 с установленными на них ограничителями угла поворота 7 и 8 рычага 4, причем оси вращения коаксиальных цилиндров 1, 2 расположены горизонтально. Вблизи ограничителей 7 и 8 в опорах 6 имеются отверстия 9 и 10 для скобы-фиксатора (на схеме не показана), которая перед началом измерения удерживает рычаг 4 в верхнем положении.A device for determining the viscosity of highly viscous liquids includes coaxial cylinders of equal height — inner 1 and outer 2, a container formed by a gap 3 of constant size between the walls of the coaxial cylinders, a lever 4, a load 5, mounted movably on one end of the lever 4 with the possibility of changing the torque, the other the end of the lever 4 is rigidly fixed to the outer cylinder 2, the side supports 6 with the rotation angle limiters 7 and 8 of the lever 4 mounted on them, and the axis of rotation of the coaxial cylinders 1, 2 are horizontal nno. Near the stops 7 and 8 in the supports 6 there are holes 9 and 10 for the clamp-clamp (not shown in the diagram), which holds the lever 4 in the upper position before starting the measurement.

Конструкция устройства симметрична, что позволяет переходить к следующему циклу измерения без перемещения рычага 4 в исходное положение поворотом устройства на 180°.The design of the device is symmetrical, which allows you to move on to the next measurement cycle without moving the lever 4 to its original position by rotating the device 180 °.

Способ определения вязкости высоковязких жидкостей реализуется с помощью предложенного устройства (фиг. 1, 2) следующим образом.A method for determining the viscosity of highly viscous liquids is implemented using the proposed device (Fig. 1, 2) as follows.

Исследуемую высоковязкую жидкость помещают в емкость, образованную зазором 3 постоянного размера между стенками коаксиальных цилиндров равной высоты - внутреннего 1 и наружного 2, до полного заполнения ее объема, рычаг 4 поднимают в верхнее положение до ограничителя 7 и фиксируют скобой-фиксатором (не показана) через отверстие 9. Собранное устройство помещают в криогенную камеру (не показана) с установленной температурой испытания. Для проведения измерения вязкости исследуемой жидкости вынимают скобу-фиксатор, освобождая рычаг 4, и осуществляют поворот наружного цилиндра 2 относительно внутреннего цилиндра 1 под действием груза 5, закрепленного на рычаге 4, связанном с наружным цилиндром 2, от верхнего ограничителя 7 до нижнего ограничителя 8 на угол от +α до -α относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения коаксиальных цилиндров (угол отсчитывается по ограничителям угла поворота 7, 8 рычага 4 на опорах 6), при этом через окно в криогенной камере наблюдают поворот рычага 6 и секундомером измеряют время поворота. После поворота в отверстие 10 вставляют скобу-фиксатор, закрепляя рычаг 4, и переворачивают устройство на 180° для следующего измерения.The highly viscous liquid under investigation is placed in a container formed by a gap 3 of constant size between the walls of coaxial cylinders of equal height — inner 1 and outer 2 — until its volume is completely filled, the lever 4 is raised to the upper position to the limiter 7 and fixed with a retainer (not shown) through hole 9. The assembled device is placed in a cryogenic chamber (not shown) with a set test temperature. To measure the viscosity of the test fluid, the retainer is removed, releasing the lever 4, and rotate the outer cylinder 2 relative to the inner cylinder 1 under the action of the load 5, mounted on the lever 4, connected to the outer cylinder 2, from the upper limiter 7 to the lower limiter 8 on the angle from + α to -α relative to the horizontal plane passing through the axis of rotation of the coaxial cylinders (the angle is counted by the limiters of the angle of rotation 7, 8 of the lever 4 on the supports 6), while through the window in the cryogenic chamber They turn the lever 6 and the stopwatch measures the turn time. After turning into the hole 10, a latch bracket is inserted, fixing the lever 4, and the device is turned 180 ° for the next measurement.

Затем по формуле (1) определяют вязкость исследуемой высоковязкой жидкости.Then, according to the formula (1), the viscosity of the investigated highly viscous fluid is determined.

Время поворота наружного цилиндра на угол от +α до -α относительно горизонтальной плоскости, проходящей через оси цилиндров под действием груза, определяется вязкостью исследуемой жидкости, находящейся в зазоре между цилиндрами, которая за счет вязкого трения оказывает сопротивление повороту наружного цилиндра под воздействием груза. Для высоковязких жидкостей скорость поворота наружного цилиндра устанавливается так, чтобы момент вращения, прилагаемый к наружному цилиндру, был равен противодействующему моменту вязкого трения в жидкости, который растет с увеличением скорости сдвига.The time of rotation of the outer cylinder by an angle from + α to -α relative to the horizontal plane passing through the axis of the cylinders under the influence of the load is determined by the viscosity of the test fluid located in the gap between the cylinders, which, due to viscous friction, resists the rotation of the outer cylinder under the influence of the load. For highly viscous fluids, the rotation speed of the outer cylinder is set so that the moment of rotation applied to the outer cylinder is equal to the opposing moment of viscous friction in the fluid, which increases with increasing shear rate.

Пример реализацииImplementation example

Исследуемую высоковязкую жидкость - термостойкую смазку ЦИАТИМ-221 (ГОСТ 9433-80) с рабочим диапазоном температур от -60°С до +150°С помещают в емкость, образованную зазором 3 постоянного размера между стенками коаксиальных цилиндров равной высоты Н=9,9 мм - внутреннего цилиндра 1 с радиусом Rвн=15,95 мм и наружного цилиндра 2 с радиусом Rнар=16 мм, до полного заполнения ее объема, рычаг 4 длиной L=87 мм поднимают в верхнее положение до ограничителя 7 и фиксируют скобой-фиксатором (не показана) через отверстие 9. Собранное устройство помещают в криогенную камеру ЕС2071 (не показана) с установленной температурой испытания -60°С. Для проведения измерения вязкости исследуемой жидкости вынимают скобу-фиксатор, освобождая рычаг 4, и осуществляют поворот наружного цилиндра 2 относительно внутреннего цилиндра 1 под действием груза 5 массой М=120 г, закрепленного на рычаге 4, связанном с наружным цилиндром 2, от верхнего ограничителя 7 до нижнего ограничителя 8 на угол от +α=30° до -α=30°; при этом через окно в криогенной камере наблюдают поворот рычага 6 и секундомером измеряют время поворота Т=80 с. После поворота в отверстие 10 вставляют скобу-фиксатор, закрепляя рычаг 4, и переворачивают устройство на 180° для следующего измерения. Затем по формуле (1) определяют вязкость исследуемой высоковязкой жидкости, которая в данном случае составит 1470 Па⋅с.The investigated highly viscous fluid - heat-resistant lubricant TsIATIM-221 (GOST 9433-80) with a working temperature range from -60 ° C to + 150 ° C is placed in a container formed by a gap 3 of constant size between the walls of coaxial cylinders of equal height H = 9.9 mm - the inner cylinder 1 with a radius R ext = 15.95 mm and the outer cylinder 2 with a radius R nar = 16 mm, until its volume is completely filled, the lever 4 with a length of L = 87 mm is raised to the upper position to the limiter 7 and fixed with a latching bracket (not shown) through hole 9. The assembled device is placed in a cryogenic chamber Yeru ES2071 (not shown) to the set temperature test -60 ° C. To measure the viscosity of the test fluid, the retainer is removed, releasing the lever 4, and rotate the outer cylinder 2 relative to the inner cylinder 1 under the action of a load 5 of mass M = 120 g, mounted on the lever 4, connected to the outer cylinder 2, from the upper stop 7 to the lower limiter 8 at an angle from + α = 30 ° to -α = 30 °; however, through the window in the cryogenic chamber, the rotation of the lever 6 is observed and the rotation time T = 80 s is measured with a stopwatch. After turning into the hole 10, a latch bracket is inserted, fixing the lever 4, and the device is turned 180 ° for the next measurement. Then, using the formula (1), the viscosity of the highly viscous liquid under study is determined, which in this case will be 1470 Pa · s.

Claims (14)

1. Способ определения вязкости высоковязких жидкостей, включающий помещение исследуемой жидкости в емкость, образованную зазором постоянного размера между стенками коаксиальных цилиндров, до полного заполнения ее объема, осуществление поворота наружного цилиндра относительно внутреннего цилиндра, отличающийся тем, что поворот наружного цилиндра относительно внутреннего цилиндра осуществляют под действием груза, закрепленного на связанном с наружным цилиндром рычаге, между ограничителями на угол от +α до -α относительно горизонтальной плоскости, проходящей через ось вращения коаксиальных цилиндров, при этом измеряют секундомером время поворота упомянутого наружного цилиндра Т(η), а вязкость исследуемой жидкости η определяют по формуле:1. A method for determining the viscosity of highly viscous fluids, including placing the test fluid in a container formed by a constant-size gap between the walls of the coaxial cylinders until its volume is completely filled, turning the outer cylinder relative to the inner cylinder, characterized in that the outer cylinder is rotated relative to the inner cylinder the action of the load, mounted on a lever connected to the outer cylinder, between the stops at an angle from + α to -α relative to the horizontal th plane passing through the rotation axis of the coaxial cylinders, the measured stopwatch time rotation of said outer cylinder T (η), and the viscosity η sample liquid is determined by the formula:
Figure 00000004
Figure 00000004
 где KG - коэффициент, определяемый размерами наружного и внутреннего цилиндров и рассчитанный по формуле:
Figure 00000005
,where K G is the coefficient determined by the dimensions of the outer and inner cylinders and calculated by the formula:
Figure 00000005
, K(α) - коэффициент, определяемый углом поворота наружного цилиндра и рассчитанный по формуле:
Figure 00000006
,K (α) is a coefficient determined by the angle of rotation of the outer cylinder and calculated by the formula:
Figure 00000006
, Т(η) - время поворота наружного цилиндра;T (η) is the rotation time of the outer cylinder; α - половинный угол поворота наружного цилиндра;α is the half angle of rotation of the outer cylinder; η - вязкость исследуемой жидкости;η is the viscosity of the test fluid; L - длина рычага;L is the length of the lever; М - вес груза;M is the weight of the cargo; g - ускорение свободного падения;g is the acceleration of gravity; Н - высота цилиндров;H is the height of the cylinders; Rнар - радиус наружного цилиндра;R nar - the radius of the outer cylinder; Rвн - радиус внутреннего цилиндра.R vn is the radius of the inner cylinder. 2. Устройство для определения вязкости высоковязких жидкостей, включающее коаксиальные цилиндры равной высоты, емкость, образованную зазором постоянного размера между стенками коаксиальных цилиндров, отличающееся тем, что в него введены рычаг с элементами фиксации, груз, закрепленный подвижно на одном конце рычага с возможностью изменения момента вращения, другой конец которого жестко закреплен на наружном цилиндре, боковые опоры с установленными на них ограничителями угла поворота рычага, причем оси вращения упомянутых коаксиальных цилиндров расположены горизонтально.2. A device for determining the viscosity of highly viscous liquids, including coaxial cylinders of equal height, a container formed by a gap of constant size between the walls of the coaxial cylinders, characterized in that a lever with fixing elements is inserted into it, a load fixed movably at one end of the lever with the possibility of changing the moment rotation, the other end of which is rigidly fixed to the outer cylinder, side bearings with limiters of the angle of rotation of the lever mounted on them, and the axis of rotation of the mentioned coaxial cylinders are arranged horizontally.
RU2016139939A 2016-10-10 2016-10-10 Highly viscous liquids viscosity determination method and the device for its implementation RU2653175C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016139939A RU2653175C2 (en) 2016-10-10 2016-10-10 Highly viscous liquids viscosity determination method and the device for its implementation

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2016139939A RU2653175C2 (en) 2016-10-10 2016-10-10 Highly viscous liquids viscosity determination method and the device for its implementation

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2016139939A RU2016139939A (en) 2018-04-10
RU2653175C2 true RU2653175C2 (en) 2018-05-07

Family

ID=61866829

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2016139939A RU2653175C2 (en) 2016-10-10 2016-10-10 Highly viscous liquids viscosity determination method and the device for its implementation

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2653175C2 (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109030288A (en) * 2018-09-17 2018-12-18 东北大学 Electromagnetic induction timing door
RU2715895C1 (en) * 2019-04-09 2020-03-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Device for determining elastic-viscous and viscous medium
RU2747933C2 (en) * 2019-04-09 2021-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Method for determining elastic-viscous and viscous media

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2573505A (en) * 1946-05-31 1951-10-30 Sun Chemical Corp Viscosimeter
SU949416A1 (en) * 1980-12-25 1982-08-07 Московский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимической И Газовой Промышленности Им.И.М.Губкина Rotary viscometer
SU972328A1 (en) * 1981-05-20 1982-11-07 Специальное проектно-конструкторское бюро "Промавтоматика" Rotary viscometer
SU1649906A1 (en) * 1988-08-15 1996-10-20 А.А. Габриэльянц Rotational viscosimeter
RU2075056C1 (en) * 1994-05-10 1997-03-10 Липецкий государственный педагогический институт Method of determination of viscosity of highly viscous liquids
RU2424500C1 (en) * 2010-01-22 2011-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Орион ВДМ" (ООО НПП "Орион ВДМ") Rotational viscometer

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2573505A (en) * 1946-05-31 1951-10-30 Sun Chemical Corp Viscosimeter
SU949416A1 (en) * 1980-12-25 1982-08-07 Московский Ордена Октябрьской Революции И Ордена Трудового Красного Знамени Институт Нефтехимической И Газовой Промышленности Им.И.М.Губкина Rotary viscometer
SU972328A1 (en) * 1981-05-20 1982-11-07 Специальное проектно-конструкторское бюро "Промавтоматика" Rotary viscometer
SU1649906A1 (en) * 1988-08-15 1996-10-20 А.А. Габриэльянц Rotational viscosimeter
RU2075056C1 (en) * 1994-05-10 1997-03-10 Липецкий государственный педагогический институт Method of determination of viscosity of highly viscous liquids
RU2424500C1 (en) * 2010-01-22 2011-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Орион ВДМ" (ООО НПП "Орион ВДМ") Rotational viscometer

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109030288A (en) * 2018-09-17 2018-12-18 东北大学 Electromagnetic induction timing door
CN109030288B (en) * 2018-09-17 2020-08-04 东北大学 Electromagnetic induction timing door
RU2715895C1 (en) * 2019-04-09 2020-03-04 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Device for determining elastic-viscous and viscous medium
RU2747933C2 (en) * 2019-04-09 2021-05-17 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Казанский национальный исследовательский технический университет им. А.Н. Туполева-КАИ" Method for determining elastic-viscous and viscous media

Also Published As

Publication number Publication date
RU2016139939A (en) 2018-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2653175C2 (en) Highly viscous liquids viscosity determination method and the device for its implementation
Huppler et al. Rheological Properties of Three Solutions. Part I. Non‐Newtonian Viscosity, Normal Stresses, and Complex Viscosity
Rao et al. Measurement of flow and viscoelastic properties
Padden et al. Some rheological properties of concentrated polyisobutylene solutions
Joseph et al. Shear-wave speeds and elastic moduli for different liquids. Part 2. Experiments
CN110914663B (en) Measurement of properties of vibrating yield stress fluid
US20130226473A1 (en) Apparatus and Method for Constant Shear Rate and Oscillatory Rheology Measurements
CN101975727B (en) Device for testing initial setting time of high-temperature static mixed plugging additive
RU2522718C2 (en) Inertial viscosity gage
RU167934U1 (en) Viscometer
RU2416089C1 (en) Procedure for determination of viscosity of magnetic fluid or magnetic colloid
KR102035859B1 (en) Process for Measuring Viscosity
BR202018015707Y1 (en) RHOMETER ADAPTABLE TO UNIVERSAL TESTING MACHINE
Brack et al. Simultaneous and continuous measurement of shear elasticity and viscosity of liquids at multiple discrete frequencies
RU2454655C1 (en) Oscillatory shift metre
Iannotti et al. An alternative approach for measuring yield stress and its application in Carbopol microgel
CN101246110A (en) Method for measuring fluid viscosity by rotation inertia
RU2489088C2 (en) Device for investigation of viscous properties of blood and method of its application
US10281381B2 (en) Axial flow viscometer
RU2390758C1 (en) Viscosimetry device
RU2307337C2 (en) Method and device for measuring mechanical properties of polymers
RU2715895C1 (en) Device for determining elastic-viscous and viscous medium
Hirano et al. 2Pb1-3 Remote sensing of temperature dependence of viscosity below the freezing point by electromagnetically spinning system
El Malki et al. A SIMPLE WAY TO MEASURE THE DYNAMIC VISCOSITY OF A FLUID
Kozhevnikov et al. Double resonance method for determination of gel point