RU2690226C1 - Способ контроля динамической вязкости жидкости - Google Patents

Способ контроля динамической вязкости жидкости Download PDF

Info

Publication number
RU2690226C1
RU2690226C1 RU2018136339A RU2018136339A RU2690226C1 RU 2690226 C1 RU2690226 C1 RU 2690226C1 RU 2018136339 A RU2018136339 A RU 2018136339A RU 2018136339 A RU2018136339 A RU 2018136339A RU 2690226 C1 RU2690226 C1 RU 2690226C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
shaft
rotating
drive motor
fluid
liquid
Prior art date
Application number
RU2018136339A
Other languages
English (en)
Inventor
Алексей Васильевич Егоров
Владимир Николаевич Белогусев
Евгений Александрович Веселов
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет"
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 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Поволжский государственный технологический университет"
Priority to RU2018136339A priority Critical patent/RU2690226C1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2690226C1 publication Critical patent/RU2690226C1/ru

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01NINVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N11/00Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties
    • G01N11/10Investigating flow properties of materials, e.g. viscosity, plasticity; Analysing materials by determining flow properties by moving a body within the material

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Abstract

Изобретение относится к методам контроля веществ, находящихся в жидком состоянии, и может быть использовано для автоматического измерения динамической вязкости жидкости. Способ контроля динамической вязкости жидкости при текущей температуре, в котором динамическая вязкость определяется произведением динамической вязкости жидкости при начальной температуре на отношение времени разгона системы вращающихся масс «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» при начальной температуре жидкости ко времени разгона системы «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» при текущей температуре жидкости на отношение разности времени разгона системы вращающихся масс приводной «электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» при текущей температуре жидкости и времени разгона системы вращающихся масс «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» без жидкости и разности времени разгона системы вращающихся масс «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» при начальной температуре жидкости и времени разгона системы вращающихся масс «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» без жидкости. Техническим результатом является обеспечение возможности измерения вязкости жидкости на переменных скоростях движения вращающегося элемента. 1 ил.

Description

Изобретение относится к приборам и методам контроля веществ, находящихся в жидком состоянии и может быть использовано для автоматического измерения динамической вязкости жидкости.
Известен способ измерения вязкости жидкости с помощью ротационного вискозиметра и устройство для его реализации (Вискозиметры автоматические ротационные ВАР-5М. Руководство по эксплуатации 5Ж2.842.008 РЭ). Способ заключается в приведении во вращательное движение с постоянной угловой скоростью вращающегося элемента, отделенного от воспринимающего элемента слоем контролируемой жидкости, и измерении момента вращения, действующего на воспринимающий элемент. При этом о вязкости контролируемой жидкости судят по значению момента вращения, действующего на воспринимающий элемент. Устройство содержит привод постоянной угловой скорости, укрепленный на его валу вращающийся элемент, воспринимающий элемент, который установлен на упругом элементе и измерительный преобразователь угла поворота воспринимающего элемента.
Недостатком известного способа является необходимость поддержания постоянной угловой скорости вращающегося элемента.
Технический результат - обеспечение возможности измерения вязкости жидкости на переменных скоростях движения вращающегося элемента.
Технический результат достигается тем, что способ контроля динамической вязкости жидкости, согласно изобретения, динамическая вязкость жидкости при текущей температуру равна произведению динамической вязкости жидкости при начальной температуре на отношение времени разгона системы вращающихся масс «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» при начальной температуре жидкости ко времени разгона системы «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» при текущей температуре жидкости на отношение разности времени разгона системы вращающихся приводной «электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» при текущей температуре жидкости и времени разгона системы вращающихся «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» без жидкости и разности времени разгона системы вращающихся масс «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» при начальной температуре жидкости и времени разгона системы вращающихся масс «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» без жидкости.
Новизна заключается в том, что контроль динамической вязкости жидкости осуществляется за счет измерения угловой скорости вращающегося элемента, погруженного в жидкость при разных температурах.
Изобретение поясняется чертежом.
Приводной электродвигатель 1, угловая скорость ротора которого измеряется с помощью энкодера 2, соединен посредством вала 3 с вращающимся цилиндром 4, помещенным внутри неподвижного цилиндра 5, наполненного исследуемой жидкостью, температура которой определяется с помощью датчика температуры 6.
Реализуется предлагаемый динамический метод контроля динамической вязкости жидкости следующим образом.
На начальном этапе, когда вал 3 отсоединен от приводного электродвигателя 1, приводной электродвигатель 1 запускается в пределах от нуля до номинальной угловой скорости и на каждом этапе приращения угловой скорости определяется угловое ускорение:
Figure 00000001
(1)
где dω – изменение угловой скорости, с-1, dt1 – время за которое произошло изменение угловой скорости dω, с.
Для диапазона угловых скоростей от нуля до номинальной угловой скорости среднее значения углового ускорения в выражение (1) принимает вид:
Figure 00000002
(2)
где
Figure 00000003
– номинальная угловая скорость вала электродвигателя, с-1,
Figure 00000004
– время разгона электродвигателя в диапазоне от нуля до номинальной угловой скорости, с.
При этом среднее значение вращающего момента М, которое развивает приводной электродвигатель 1, определяется как:
Figure 00000005
(3)
где
Figure 00000006
– коэффициент, характеризующий механические и добавочные потери в роторе электродвигателя,
Figure 00000007
– приведенный к оси вращения ротора момент инерции вращающихся масс электродвигателя, кг м2.
Далее приводной электродвигатель 1 останавливается и к его ротору подсоединяется вал 3 и вращающийся цилиндр 4. Суммарный момент инерции вала 3 и присоединенному к нему вращающегося цилиндра 4 известен (может быть определен методом крутильных колебаний или расчетным методом) и равен
Figure 00000008
.
Затем приводной электродвигатель 1 запускается и определяется значение углового ускорения системы вращающихся масс «приводной электродвигатель 1, вал 3, вращающийся цилиндр 4», на каждом этапе приращения угловой скорости в пределах от нуля до номинальной угловой скорости:
Figure 00000009
(4)
Среднее значения углового ускорения при разгоне приводного электродвигателя 1 от нуля до номинальной угловой скорости, выражение (4) принимает вид:
Figure 00000010
(5)
где
Figure 00000011
– время разгона приводного электродвигателя 1 от нуля до номинального угловой скорости, с.
Среднее значение вращающего момента М, который развивает система вращающихся масс «приводной электродвигатель 1, вал 3, вращающийся цилиндр 4» равно:
Figure 00000012
. (6)
Поскольку при первом и втором запуске потери в статоре и роторе приводного электродвигателя 1 остаются неизменными (так как не меняется напряжение, частота питающей сети и температура электродвигателя (сопротивление обмоток статора)), следовательно, в соответствие с энергетической диаграммой электродвигателя, механическая характеристика электродвигателя не меняется. Поэтому правые части выражения (3) и (6) можно приравнять и определить момент инерции вращающихся масс электродвигателя с учетом коэффициента потерь:
Figure 00000013
(7)
При разгоне приводного электродвигателя 1 от нуля до номинальной угловой скорости во время первого и второго запусков:
Figure 00000014
, (8)
а
Figure 00000015
,
Figure 00000016
(9)
Подставляя (8) и (9) в (7) получаем:
Figure 00000017
(10)
Далее для контроля динамической вязкости исследуемой жидкости, полностью заполняем пространство между вращающимся цилиндром 3 и неподвижным цилиндром 4 по уровню верхней кромки вращающегося цилиндра 3, определяем температуру исследуемой жидкости с помощью датчика температуры 6 и запускаем приводной электродвигатель 1.
При вращении вращающегося цилиндра 3 будет создаваться сила трения между вращающимся цилиндром 3 и исследуемой жидкостью, которая будет создавать момент трения. Тогда среднее значение вращающего момента М, который развивает система вращающихся масс «приводной электродвигатель 1, вал 3, вращающийся цилиндр 4», определится:
Figure 00000018
, (11)
где
Figure 00000019
- момент трения, обуславливаемый вязкостью исследуемой жидкости,
Figure 00000020
- момент инерции сил трения, создаваемых вязкостью исследуемой жидкости.
Поскольку при первом, втором и третьем запуске потери в статоре и роторе приводного электродвигателя 1 остаются неизменными (так как не меняется напряжение, частота питающей сети и температура электродвигателя (сопротивление обмоток статора)), следовательно, в соответствие с энергетической диаграммой электродвигателя, механическая характеристика электродвигателя не меняется. Поэтому правые части выражений (6) и (11) приравниваем:
Figure 00000021
(12)
Из (12) с учетом (7), (8), (9),
Figure 00000022
и
Figure 00000023
:
Figure 00000024
(13)
Из (13) момент трения, обусловленный вязкостью жидкости:
Figure 00000025
(14)
Зная динамическую вязкость исследуемой жидкости
Figure 00000026
при температуре
Figure 00000027
определим время разгона приводного электродвигателя от нуля до номинальной угловой скорости
Figure 00000028
и вычислим момент трения
Figure 00000029
:
Figure 00000030
(15)
Определим время разгона приводного электродвигателя от нуля до номинальной угловой скорости
Figure 00000031
при температуре исследуемой жидкости
Figure 00000032
и вычислим момент трения
Figure 00000033
:
Figure 00000034
(16)
Соотношение динамических вязкостей исследуемой жидкости
Figure 00000035
и
Figure 00000036
при температурах
Figure 00000037
и
Figure 00000038
пропорционально соотношению крутящих моментов
Figure 00000039
и
Figure 00000040
:
Figure 00000041
(17)
Выделим из (17) искомый коэффициент динамической вязкости
Figure 00000035
при температуре
Figure 00000037
:
Figure 00000042
(18)

Claims (1)

  1. Способ контроля динамической вязкости жидкости отличающийся тем, что динамическая вязкость жидкости при текущей температуре равна произведению динамической вязкости жидкости при начальной температуре на отношение времени разгона системы вращающихся масс «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» при начальной температуре жидкости к времени разгона системы «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» при текущей температуре жидкости на отношение разности времени разгона системы вращающихся масс «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» при текущей температуре жидкости и времени разгона системы вращающихся масс «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» без жидкости и разности времени разгона системы вращающихся масс «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» при начальной температуре жидкости и времени разгона системы вращающихся масс «приводной электродвигатель-вал-вращающийся цилиндр» без жидкости.
RU2018136339A 2018-10-16 2018-10-16 Способ контроля динамической вязкости жидкости RU2690226C1 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136339A RU2690226C1 (ru) 2018-10-16 2018-10-16 Способ контроля динамической вязкости жидкости

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018136339A RU2690226C1 (ru) 2018-10-16 2018-10-16 Способ контроля динамической вязкости жидкости

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2690226C1 true RU2690226C1 (ru) 2019-05-31

Family

ID=67037706

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018136339A RU2690226C1 (ru) 2018-10-16 2018-10-16 Способ контроля динамической вязкости жидкости

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2690226C1 (ru)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU347634A1 (ru) * А. Лапсиньш Оргтехстром
US4095461A (en) * 1976-12-27 1978-06-20 Starita Joseph M Rheological test method and apparatus
WO1984004388A1 (en) * 1983-05-03 1984-11-08 British Hydromechanics Monitoring physical properties of a fluid
RU2343452C2 (ru) * 2006-11-24 2009-01-10 Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" Способ определения вязкости суспензий
RU2456576C2 (ru) * 2010-10-11 2012-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Орион ВДМ" (ООО НПП "Орион ВДМ") Способ измерения вязкости и устройство для его реализации

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU347634A1 (ru) * А. Лапсиньш Оргтехстром
US4095461A (en) * 1976-12-27 1978-06-20 Starita Joseph M Rheological test method and apparatus
WO1984004388A1 (en) * 1983-05-03 1984-11-08 British Hydromechanics Monitoring physical properties of a fluid
RU2343452C2 (ru) * 2006-11-24 2009-01-10 Открытое акционерное общество "РУСАЛ Всероссийский Алюминиево-магниевый Институт" Способ определения вязкости суспензий
RU2456576C2 (ru) * 2010-10-11 2012-07-20 Общество с ограниченной ответственностью "Научно-производственное предприятие "Орион ВДМ" (ООО НПП "Орион ВДМ") Способ измерения вязкости и устройство для его реализации

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2001075417A1 (en) Method and apparatus for viscosity measurement
RU2690226C1 (ru) Способ контроля динамической вязкости жидкости
CN102023124B (zh) 基于速度衰减的旋转粘度计
RU2653175C2 (ru) Способ определения вязкости высоковязких жидкостей и устройство для его реализации
KR960003817A (ko) 원심 분리기용 에너지 모니터
Mathieson et al. Micro torque measurements for a prototype turbine
RU2500997C1 (ru) Способ определения вязкости нелинейно-вязких жидкостей и устройство для его осуществления
RU2715044C1 (ru) Способ измерения момента инерции асинхронного электрического двигателя
RU2425342C2 (ru) Способ определения момента инерции электрического двигателя
CN110411659B (zh) 一种电机转动惯量测量方法
RU2796641C1 (ru) Способ определения параметров моментного двигателя постоянного тока
KR102595992B1 (ko) 점성 추정 장치 및 점성 추정 방법
Egorov et al. Dynamic method for controlling dynamic viscosity of liquid
CN211043037U (zh) 润滑剂粘度检测装置
Nikiforov et al. Self-excitation of an experimental rotor with radial walls and filled partially with liquid
KR102134796B1 (ko) Rpm 측정센서 테스트장치
Zheng et al. A wear evaluation of friction materials used for rotary ultrasonic motors
RU2419774C2 (ru) Способ определения момента инерции гидравлических и пневматических двигателей
RU41877U1 (ru) Автоматизированный стенд для испытания частотно-регулируемых асинхронных двигателей
RU2789985C1 (ru) Способ идентификации характеристики трения
RU2426977C2 (ru) Способ определения момента инерции паротурбинных и газотурбинных установок
SU1529076A1 (ru) Ротационный вискозиметр
Rieciciarova et al. Static and dynamic characteristics of asynchronous motor
RU2649203C1 (ru) Способ управления системой приводов вибросита
SU1126830A1 (ru) Способ испытани турбины

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20201017