SU661297A1 - Method and rotary viscosimeter for determining rheological parameters of non-newtonian liquids - Google Patents

Method and rotary viscosimeter for determining rheological parameters of non-newtonian liquids

Info

Publication number
SU661297A1
SU661297A1 SU772458164A SU2458164A SU661297A1 SU 661297 A1 SU661297 A1 SU 661297A1 SU 772458164 A SU772458164 A SU 772458164A SU 2458164 A SU2458164 A SU 2458164A SU 661297 A1 SU661297 A1 SU 661297A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
dynamometer
shear
same
rheological
layers
Prior art date
Application number
SU772458164A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Иван Николаевич Гуднин
Original Assignee
Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам
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 Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам filed Critical Всесоюзный научно-исследовательский институт по креплению скважин и буровым растворам
Priority to SU772458164A priority Critical patent/SU661297A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU661297A1 publication Critical patent/SU661297A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)

Description

разности тангенциальных напр жений, возникающих по обе стороны от измерительного цилиндра, необходимо создавать пропорциональный этой разност крут щий момент, действующий на динамометр . По этой причине при исследовани х высоков зких жидкостей динамрметр может подвергатьс  большим нагрузкам, привод щим к потере перво начальной упругости (что вызывает необходимость перетарировки) или даже к разрушению его чувствительного элемента (торсиона и .п.) . При исследовании ньютоновских жидкостей слои жидкости, расположенHbie с разных сторон от измерительного цилин,1|ра, подвергают тангенциа ь ,ной деформации со скорос т ми сдвига одного знака путем вращени  приводных цилиндров в одном направлении. А при исследовании неныотоновских в ЧсСстнрсти, бингамовских жидкостей указанные слон жидкости подвергают деформации со скорост ми сдвига разных знаков путем вращени , приводных цилиндров впротивоположных направлени х , J Затем на основании измеренных ско ростей сдвига ej и и Ё суммарного крут щего момента М (который припро тивоположных знаках 6 и 6 представ л ет со,бой Р|&ЗНОСТЬ моментов сил, действующих по обе стороны от измери тельного, цилиндра) определ ют пара .метры реологического уравнени , описывающего зависимость тангенциального напр жени  ( находимого по измеренному М ) от скорости сдвига. В случае исследовани  бингамовски жидкостей таким уравнением  вл етс  линейное бингамовское уравнение -гГ-Го- ПЕ: с параметрами -t и , . Эти параметры и  вл ютс  искомыми величинами. Кедрстаток известных способов заключаетс  в том, что при исследова нии жидкостей, сильно различающихс  по в зкости, динамометр подвергаетс  мен ющимс  в.широком диапазоне нагрузкам, что приводит . . к разрешению его чувствительного элемента (торсиона) и т.п., вследствие усталости материала или .случайных чрезмерных.нагрузок; к потере первоначальной жесткости (упругости ) торсиона, что.вызывает необходимость повторных тарировок. ;Кроме этого, к низкой чувствитель ности, а, следовательно, и точности динамометра, так как он должен изготавливатьс  с расчетом на широкий диапазон нагрузок, в том числе больших . Необходимо отметить также ограниченность и узость диапазонов тангенциальных напр жений, которые можно измер ть ПО известному способ-у. При осуществлении этого способа возникает необходимость нагружать динамометр разностью крут щих моментов, котора  при исследовании высоков зких жидкостей может быть настолько большой, что превзойдет предел, допустимый дл  данного конкретного динамометра. В св зи с этим при исследовани х по известному способу жидкостей, значительно различающихс  по реологическим свойствам, приходитс  часТо замен ть то сионы в динамометре, т.е. измен ть их жесткость и предел упругости -с целью расширени  диапазона измер емых напр жений. . Целью предлагаемого изобретени  - расширение диапазона измерений и обеспечение возможности определени  реологических параметров жидкостей , обладающих нелинейной реологической кривой течени . Дл  этого слои исследуемой жидкости устанавливают на разных уровн х , деформацию рбоих слоев Провод т сначала с Одинаковыми по величине и знаку скорост ми сдвига, а затем - со взаимно противоположными по зна«у скорост ми сдвига, которые д 1Скретно измен ют по ступенчатой програмгле, соответствующей последо-. вательному .п)охождению одного и того же р да значений, но с посто нной разницей на интервал этого р да, поддержива  при этом крут щий момент равным нулю, после чего определ ют р д значений тангенциального напр жейи , соответствующих разным скорое-, т м сдвига, по формуле f 7 - ) S + -1 П.П2 где tTj, - тангециальное напр 5сение , сдвига; п - р д принимаемых значений тангейциальным напр жением сдвига; высоты уровней слоев исследуемой жидкости. Цель достигаетс  также за счет того, что в ротационном вискозиметре переливные устройства установлены с возможностью независимого смещени  относительно друг друга в направлении , параллельном оси цилиндров . На чертеже представлена схема ротационного вискозиметра. .Св занный с динамометре I цилиндр 2 колокольного типа установлен В кольцевом пространстве между коаксиальными цилиндрами 3 и 4, самостр тельнр и независимо друг рт друга св занными с приводом ( электродвигателем ) через посредство двух независилвйх реверсивных вариантов скорости (привод и варианты скорости /на чертеже не показаны), Цилиндры 3 и 4 сопр гаютс  с неподвижным цилиндром 5 через уплотне ни  6, так что кольцевые просгтранства 7и 8 между цилиндрами 2-3 и 2-4 могут быть заполнены испытуемой жидкостью. Между цилиндрами 2 и 5 имеетс  малый вертикальный зазор 9, через который жидкость может перетекать из кольцевого пространства 7 в прос транство 8 или обратно. Цилиндры 3 и 4 установлены с воз можностью независимых перемещений вдоль вертикальной оси прибора, при чем снабжены устройством дл  измере ни  относительных положений их верт кальных кромок и фиксации цилиндров .в заданных положени х ( на чертеже не показано) благодар  .чему цилиндр могут работать в произвольно смещен ном относительно друг друга положен когда их верхние кромки наход тс  на разньтх уровн х h и h. В нижней части прибора установлена трубка 10, по которой испытуема  жидкость может поступать S вискозиметр . А в верхней части прибора размещены кольцевой коллектор 11 и воронка 12, по которым жидкость может удал тьс  из. вискозиметрй, перелива сь через верхние кромки цилиндров 3 и 4. Благодар  устройству дл  подачи и.удалени  жидкости вискозиметр может работать в потоке. Возможен также другой вариант переливного устройства, согласно которому цилиндры не смещаютс , отно сительно друг друга, а измен етс  лишь относительное положение переливных отверстий, выполненных в стенках внутрениего и внешнего приводных цилиндров (отверсти  на чертеже не показаны). Дл  изменени  скоростей вращени  цилиндров 3 и 4 каждый из них снаб жен тахометром (тгисометры ha чертеже не .показаны) . Предлагаемый ротационный вискози метр работает следующим образом. Определение реологических параме ров неньютоновских жидкостей можно осуществл ть по известному способу, который заключаётс  в следующем, По трубке 10 исследуема  жидкост подаетс  в рабочие зазоры, образованные колоколом 2 и приводныют цилиндрами 3 и 4, откуда она вытека ет через внутреннее п внешнее переливные устройства в воронку 12 и кольцевой лоток. Измерени  можкго вы полн ть и при отсутствии течени  исследуемой жидкости снизу вверх .по кольцевым рабочим зазорам, как в обычных непроточных вискозиметрах лабораторного типа. Привод через вариаторы скорости вращает с заданными скорост ми п и Пд, цилиндры 3 и 4, котоЕ де, в свою очередь, через исследуемую жидкость differences of tangential stresses arising on both sides of the measuring cylinder, it is necessary to create a torque proportional to this difference acting on the dynamometer. For this reason, when examining highly viscous liquids, a dynamometer can be subjected to heavy loads, leading to a loss of initial elasticity (which necessitates repacking) or even to the destruction of its sensitive element (torsion and the like). In the study of Newtonian liquids, the liquid layers located Hbie from different sides of the measuring cylinder, 1 | pa, are subjected to tangent, deformation with shear rates of one sign by rotating the drive cylinders in one direction. In the study of non-neo-Ton in Bingham fluids, these elephant fluids undergo deformations with shear rates of different signs by rotating, driving cylinders in opposite directions, J Then, based on the measured shear rates ej and Eo of the total torque M (which is opposite to Signs 6 and 6 represent the so-called R & GOST moment of forces acting on both sides of the measuring cylinder. Parameters of the rheological equation describing the dependence tangential voltage (found from measured M) of shear rate. In the case of the study of Bingham liquids, such an equation is the linear Bingham equation of -yy-Gy-PE: with the parameters -t and,. These parameters are the desired values. The cedar table of known methods consists in the fact that in the study of liquids that differ greatly in viscosity, the dynamometer is subjected to varying loads over a wide range, which results. . to the resolution of its sensitive element (torsion), etc., due to material fatigue or occasional excessive loads; the loss of the initial stiffness (elasticity) of the torsion, which. necessitates the re-calibration. In addition, to low sensitivity, and, consequently, to the accuracy of the dynamometer, as it must be made with the expectation of a wide range of loads, including large ones. It is also necessary to note the limitations and narrowness of the ranges of tangential stresses that can be measured by the known method. When implementing this method, it becomes necessary to load the dynamometer with a difference in torques, which, in the study of highly viscous liquids, can be so large that it exceeds the limit allowed for this particular dynamometer. In connection with this, when investigating in accordance with a known method of liquids significantly differing in rheological properties, it is necessary to replace the forces in the dynamometer, i.e. to change their rigidity and elastic limit - with the aim of expanding the range of measured stresses. . The purpose of the present invention is to expand the measurement range and ensure that it is possible to determine the rheological parameters of liquids having a non-linear rheological flow curve. For this, the layers of the test liquid are set at different levels, the deformation of the blunt layers is carried out first with the shear rates of the same magnitude and sign, and then with the opposite of the shear rates, which are different. corresponding sequel. .p) the occurrence of the same series of values, but with a constant difference on the interval of this series, while maintaining a torque equal to zero, after which a number of tangential stress values corresponding to m shift, according to the formula f 7 -) S + -1 P. P2 where tTj, is a tangial napr of 5s, shear; n is the number of accepted values of the tangiocial shear stress; the height of the levels of the layers of the investigated liquid. The goal is also achieved due to the fact that in the rotational viscometer, the overflow devices are installed with the possibility of independent displacement relative to each other in a direction parallel to the axis of the cylinders. The drawing shows a diagram of the rotational viscometer. . The cylinder 2 of the bell type connected to the dynamometer I is installed. In the annular space between the coaxial cylinders 3 and 4, an independent pilot and each other are connected to the drive (electric motor) through two independent reverse speed options (drive and speed options / in the drawing not shown) Cylinders 3 and 4 mate with a fixed cylinder 5 through seals 6, so that the annular spaces 7 and 8 between cylinders 2-3 and 2-4 can be filled with the test liquid. Between cylinders 2 and 5 there is a small vertical gap 9 through which fluid can flow from annular space 7 to space 8 or back. Cylinders 3 and 4 are installed with the possibility of independent movements along the vertical axis of the device, and they are equipped with a device for measuring the relative positions of their vertical edges and fixing the cylinders at specified positions (not shown) due to what the cylinder can work in biased relative to each other, it is set when their upper edges are at different levels h and h. In the lower part of the device, a tube 10 is installed, through which the test fluid can flow S viscometer. And in the upper part of the device there is a ring collector 11 and a funnel 12, along which liquid can be removed from. viscometer, overflowing over the upper edges of cylinders 3 and 4. Thanks to the device for feeding and removing liquid, the viscometer can work in a stream. Another variant of the overflow device is also possible, according to which the cylinders are not displaced relative to each other, and only the relative position of the overflow holes made in the walls of the inner and outer driving cylinders is changed (the holes in the drawing are not shown). To change the speeds of rotation of cylinders 3 and 4, each of them is equipped with a tachometer (pressure gauges ha in the drawing are not shown). The proposed rotational viscose meter works as follows. The determination of the rheological parameters of non-Newtonian fluids can be carried out according to a known method, which is as follows. Through tube 10, the test fluid is fed into the working gaps formed by bell 2 and driven by cylinders 3 and 4, from which it flows through the internal and external overflow devices into the funnel. 12 and ring tray. Measurements can be made even if there is no flow of the test liquid from the bottom up. There are annular working gaps, as in conventional non-flowing laboratory-type viscometers. The drive through speed variators rotates with given speeds n and front, cylinders 3 and 4, which, in turn, through the liquid under study

6 передают крут щий моментМ на колокол 2 и динамометр 1. При измерении ньютоновских жидкостей оба цилиндра вращают с одинаковой скоростью в одном направлении, а при измерении в зко-пластичных бингамовских жидкостей задают вращение цилиндрам 3 и 4 с разными скорост мив противопбложных направлени х. Затем наосновании измеренных М, п и п определ ют параметры реологического уравнени , описывающего зависимость тaнгieнциaль oгb напр жени  Г от скорости сдвига с . При изменени х согласно предлагает мому способу исследуемую жидкость медленно прокачивают.снизу вверх через рабочие зазоры вискозиметра, образованные приводными и измерительными цилиндрами.При этом свободные поверхности жидкости в сло х, расположенных с противоположных сторон от измерительного цилиндра, должны находитьс  на разных уровн х hj, и h, что достигают путем смещени  переливных устройств относительно друг друга в вертикальном (параллельном оси цилиндров) направлении. Одновременно эти слои жидкости, подвергают непрерывным тангенциальным деформаци м со скорост ми сдвига одинаковых или противополо54ных знаков - путем вращени  приводных цилиндров в одном или взаимно противоположных направлени х. При этом .;сначала указанные слои деформируют с одинаковыми (по величине и ) посто нными скорост ми сдвига путем вращени  обоих цилиндров в одном направлении с одинаковыми угловыми скорост ми п (об/сек.). Одновре 1енно измер ют динамометром крут щий момент М тангенциальных сил, действующих на измерительный цилиндр с обоих сторон, что при известном радиусе:г цилиндра позвол ет определить напр жение по формуле . ;, м . Л2VrЧ 2 Соответствующую iскорость сдвига предел ют по следующей формуле (с спользованием известного п где d - ширина зазора между приводbDviH цилиндрами и измерительным. Н,айденчые значени  и Т.  вл ют  координатами первой точки на исомой реологической кривой течени . С целью уменьшени  нагрузки на инамометр целесообразно выбирать неольшое значение дл  п, при котором . также, как правило, невелико. После, определени первой точки ) реограммы те же слои жидкоси деформируют с взаимно противопоожными по знаку скорост ми сдвига.6 transmits torque momentum to bell 2 and dynamometer 1. When measuring Newtonian fluids, both cylinders rotate at the same speed in the same direction, and when measuring visco-plastic Bingham liquids, they rotate the cylinders 3 and 4 at different speeds of the anti-contractile directions. Then, on the basis of the measured M, p, and p, determine the parameters of the rheological equation, which describes the dependence of the angular stress of the stress on the shear rate c. When changes are made according to my method, the test liquid is slowly pumped from the bottom upwards through the working gaps of the viscometer formed by the driving and measuring cylinders. The free surfaces of the liquid in the layers located on opposite sides of the measuring cylinder should be at different levels hj, and h, which is achieved by displacing the overflow devices relative to each other in the vertical (parallel to the axis of the cylinders) direction. At the same time, these fluid layers are subjected to continuous tangential deformations with shear rates of the same or opposite signs — by rotating the driving cylinders in one or mutually opposite directions. In this case; first, these layers are deformed with the same (in magnitude and) constant shear rates by rotating both cylinders in the same direction with the same angular velocity n (rev / sec.). At the same time, the torque meter M of the tangential forces acting on the measuring cylinder from both sides is measured by a dynamometer, which, with a known radius: g of the cylinder, allows one to determine the voltage by the formula. ; m L2VrCH 2 The corresponding shear rate is limited by the following formula (using the well-known clause where d is the width of the gap between the bDviH actuator cylinders and the measuring gauge. N, the values of, and T. are the coordinates of the first point on the isome rheological flow curve. To reduce the load on the innometer It is advisable to choose a small value for n, at which, also, as a rule, is small. After determining the first point of the rheogram, the same liquid layers are deformed with mutually opposite shear velocities.

дл  чего, не измен   направлени  и скорости вращени  одного из цилиндров , измен ют направление вращени  другого цилиндра на обратное, причем его скорость п выбирают такой, ЧТОС5Ы показываемый динамометром момент Mj стал равен нулю .(М 2 0) .for which, without changing the direction and speed of rotation of one of the cylinders, the direction of rotation of the other cylinder is reversed, and its speed n is chosen such that the torque shown by the dynamometer Mj is equal to zero (M 2 0).

. Так как / то и напр жение Тз действующие на внутренней и наружной поверхност х колокола также не будут равны между собой {ТрФТн ПРИ МдО. Чтобы убедитьс  в этом, найдем сортношейие Тд, и Тц при М 2 О.. Since / then and the voltage Tz acting on the inner and outer surfaces of the bell will also not be equal to each other {TRFTN AT MDO. In order to convince ourselves of this, we will find a variety of Td, and TC at M 2 O.

Моменты сил, действующих на внутренней и наружной поверхност х колокола „ равныThe moments of the forces acting on the inner and outer surfaces of the bell are equal

MgTnr li Tg;. - .MgTnr li Tg ;. -.

ЛЛн--2 112 нРазность этих моментов, измер ема  динамометромLLN - 2 112 n DIFFERENCE of these moments, measured by a dynamometer

Mg Mg-Mj -eUr di tg-tiaTnl, при М 0.Mg Mg-Mj -eUr di tg-tiaTnl, with M 0.

V V-O откудаV v-from where

, V и, так как, V and, since

, h.h , To-rg trH . , h.h, To-rg trH.

. Вследствие того, что скорость наружного цилиндра не изменились и осталась равной п, то и напр жение; Тц будет прежним, равным уже извёстному Т,. Due to the fact that the velocity of the outer cylinder did not change and remained equal to n, then the voltage; TC will be the same, equal to the already well-known T,

Использу  формулу (3), можно легко найти tTg, по известному t-i , Соответствующа  скорость сдвига ёц определ етс  по формуле (12) на основании известной Пг, измереннойтахометром , при которой Mg 0. Такий образом, определ етс  втора  точка искомой кривой .зависимости 1C от 6 . Ее координаты: f g и Tg.Using formula (3), one can easily find tTg by the known ti. The corresponding shear rate of the horse is determined by the formula (12) on the basis of the known Pg measured by a meter at which Mg is 0. Thus, the second point of the desired curve is determined. from 6. Her coordinates: f g and Tg.

Затем увеличивают скорости вращени  обоих цилиндров одновременно, причем настолько, чтобы скорос ь наружного цилиндра стала ра.вной njf, а скорость внутреннего вибираетс  такой чтйбы момент, действующий на динамометр , оставалс  равным нулю (М J О). пусть эта скорость будет п, определ ема  тахометром. Зна  Тг легко найти t по формуле (3)Then the rotational speeds of both cylinders are increased at the same time, and so that the speed of the outer cylinder becomes equal njf, and the internal speed is chosen so that the moment acting on the dynamometer remains zero (M J O). Let this speed be n, determined by a tachometer. Zn Tr is easy to find t by the formula (3)

(причем г - 3 основании п нетрудно найти ,, по формуле (2) . | Это ,дает третью точку (с координатами е и f) искомой кривой(moreover, r - 3 bases n can easily be found, using formula (2). | This gives the third point (with coordinates e and f) of the desired

Продолжа  ступенчато наращивать скорости вращени  цилиндров (а, следовател1 но , и скорости сдвига) и напр жени , указаннь м способом получают достаточное количество точек искомой кривой и стро т полнуюContinuing to increase the rotational speeds of the cylinders (and, consequently, the shear rate) and the voltage stepwise, in this way, a sufficient number of points of the desired curve are obtained and a complete

логическую кривую (или ее участок), параметры которой и  вл ютс  искомыми реологическими параметрами жидкости .logical curve (or its section), the parameters of which are the desired rheological parameters of the fluid.

В зависимости от вида кривой подбирают наиболее адекватное описывающее ее уравнение.Depending on the type of curve, the most adequate equation describing it is selected.

Как видно из описани  предлагаемого способа, в ходе его осуществлени  динамометр только один раз нагружаетс , не равным нулю дифференциальным моментом М (), который по желанию может быть выбран очень . К1алым (при наличии высокочувствительного динамометра). В течение остального времени измерени  нагрузка, наAs can be seen from the description of the proposed method, in the course of its implementation, the dynamometer is loaded only once, with a non-zero differential moment M (), which can be chosen very much if desired. Kalymy (in the presence of a highly sensitive dynamometer). During the rest of the measurement time, the load

Динамометр равна нулю ( ;. .&) какими бы высокими не бьши действующие при этом в жидкости напр жени  и скорости сдвигае.«,The dynamometer is zero (;.. &) No matter how high the voltages and shear rates acting in the fluid are high,

В это врем  от динамометра не требуетс  выполнени  его обычной функции - измерени  сип, так как он фактически работает лишь как индикатор отсутстви  нагрузки. Это можно осуществить значительно проще и точнее, так как можно применить очень чувст-, вительный индикатор нулевой нагрузки , работу которого к тому же легко .автоматизировать. Кроме , в св зи с небольшой величиной единственного измер емого, неравного нулю момента М, по вл етс  возможность значительно сократить шкалу дина- мометра (т.е. диапазон непосредственно измер емых моментов) при весьма широком диапазоне определ емых At this time, the dynamometer does not need to perform its usual function - measuring the vulture, since it actually works only as an indicator of no load. This can be done much easier and more precisely, since a very sensitive indicator of zero load can be used, and its operation is also easy to automate. In addition, in connection with a small value of a single measurable non-zero moment M, it is possible to significantly reduce the scale of the dynamometer (i.e., the range of directly measured moments) with a very wide range of detectable values.

напр жений сдвига.shear stresses.

Точность способ.а обусловлена тем, что. в процессе определени  реологической кривой измен ют и непосредственно измер ют главным образом неThe accuracy of the method. Is due to the fact that. during the determination of the rheological curve, they are changed and directly measured, mainly not

напр жени  сдвига (что трудно вадтолнить с большей точностью), а угловые скорости цилиндров, которые можно измер ть более точно, в особенности с помощью тахометров, работающих по принципу дискретного счета числа оборотов.shear stresses (which is difficult to apply with greater accuracy), and the angular velocities of the cylinders, which can be measured more accurately, especially with tachometers, which work on the principle of discrete counting of the number of revolutions.

Следует отметить также, что предлагаемый вискозометр может испсэль-зоватьс  и при установленных на одном уровне переливных устройствах (когда h;, hj) . В этом случае отпадает необходимость течени  исследуемой жидкости снизу-вверх в рабочих зазорах между цилиндрами, и вискозйштр может работать как обычные вискозиметры непроточного ипа. Однакоt, при этом исчезает возможность снижать крут щий момент в процессе измерени  до нул .It should also be noted that the proposed viscometer can also be used with overflow devices installed at the same level (when h ;, hj). In this case, there is no need for the flow of the test liquid from bottom to top in the working gaps between the cylinders, and the viscometer can work as ordinary viscometers of stagnant type. However, this eliminates the possibility of reducing the torque during the measurement process to zero.

Предлагаемый дл  этого случа Proposed for this case

способ измерени  заключаетс  в следующем ,The measurement method is as follows.

Claims (2)

Свободные поверхности жидкости в сло х, расположенных с двух сторон измерительного цилиндра, устанавливают на одном уровне h. Сначала эти 9 . слои подвергают непрерывным тангенциальным деформаци м с одинаковыми по знаку и величине скорост ми сдви га путём вращени  приводных ЦИЛИЕ Дров В одном направлении с одинаковыми угловыми скорост ми п, и при этом измер ют динамометром крут щий момент М/ тангенциаЛьных сил, деист вувлцих с обеих сторон на измеритель ный цилиндр. Это позвол ет определи напр жение tr по формуле, котора  п лучаетс  из формулы .{), если положить h. 2 h, h Т- - ч 1 а соответствующую скорость сдвига - по формуле (2). Затем деформируют эти слои с взаимно противоположными по знаку скорост ми сдвига, которые измен ют дискретно по ступенчатой програмг е, придава  им такие значен чтобы они проходили последовательно один и тот же р д, начинающийс  с g, найденной по формуле (2), и что бы при этом посто нного разнились бы на один интервал этого р да. Но момент М, представл ющий собой раз ность моментов (Мц-Mg) , в этом случае не может быть равным нулю,.а принимает различные небольшие по величине значени , пропорциональные приращени м напр жени  д-Г воэникаю щим при ступенчатых приращени х ско рости сдвига д. После этого опреде л ют р д значений напр жени  сдвига т:, соответствующих разным скорострм сдвига 6 , причем любое (п + 1) напр жение (Г,+ 1), начина  с оп редел ют на основе найденного ранее п-го значени  ( Т ) по формуле . В этом блучае предлагаемый вискозиметр также обладает преимуществом по сравнению с известными вискозигл&гргал , заключающимс  в том, чтореологическую кривую любой, в том числе криволинейной формы, и ее параметры можно определ ть, нагружа  динамометр не большими.нагрузками, соответствующими полным действующим в жидкости напр жени м, а лишь разност ми (приращени ми) этих напр жений , возни1 а1бщими при ступенчатых возрастани х скорости сдвига. Эти раз«ости напр жений и пропорциональные им нагрузки на динамометр могут выбиратьс  произвольно и быть как угодно малыми (при высокой чувствительности и точности динамометра). Технический и экономический эффек предлагаемого изобретени  заключает с  в том, что оно позвол ет сущест .венно увеличить работоспособность динё1мометра в результате значительного снижени  нагрузки на него и сокращени  времени его работы при этой уменьшенной нагрузке; повысить чувствительность, а, следовательно, 7 и точность динамометра, что становитс  возможным благодар  значительному снижению его максимальной нагрузки , равной М .. При высокой чувствительности и точности динамометра возможно определ ть реологические параметры жидкостей.разных реологических типов, в том числе обладающих нелинейными рёол огическими кривыми течени  (известные вискозиметр и способ не обладают такой возможностью ). Возможно также значительно расширить диапазон определ емых напр жений , а, следовательно, и в зкостей при существенном сокращении диапазона непосредственно измер емых крут щих моментов, поскольку диапазон напр жений становитс  независимым от максимальной допустимой нагрузки на динамометр; в св зи с этим при исследовани х жидкостей, сильно различающихс  по реологическим свойствам, отпадает необходимость измен ть жесткость чувствительного элемента динамометра (например, торсиона), т.е. переходить с одной шкалы напр жений на другую, замен ть Один торсион другим и т.п. и при этом измен ть точность измерений. Кроме того, легко автоматизировать вискозиметр и использовать его в качестве проточного прибора, устанавливаемого на технологическом потоке с целью оперативного контрол  реологических свойств протекающих жидкостей. Формула изобретени  1. Способ определени  реологических параметров неньютоновских жидкостей при непрерывной сдвиговой деформации слоев исследуемой жидкости по обе стороны измерительной поверхности с изьюрением их реакции на деформирование путем измерени  крут щего момента при одновременной подаче исследуемой жидкости снизу вверх, отличающий.с   тем, что, с целью расширени  диапазона измерений и обеспечени  возможности определени  реологическихпараметров жидкостей, обладающих нелинейной реологической кривой течени , слои исследуемой жидкости устанавливают на разных уровн х, деформацию обоих слоев провод т сначала с одинаковыми по величине и знаку скорост ми сдвига , а затем - со взаимно противопоожным по знаку скорост ми сдвига, которые дискретно измен ют по ступенчатой , соответствующей последовательному прохождению.одного и того же р д значений, но с посто нной разницей на интервал этого р да, поддержива  при этсж кру щий момент равным нулю, после чего определ ют р д значений тангенци .(.... ff-ii ft t- :. ;;: I i i.. ального напр жени , соответствующих разным скорост м сдвига, по формуле /7 -/7 ,.Л ntt- n -hj где Т - тангенциальное напр жен сдвига; И - р д принимаемых значени тангенциальным напр жением сдвига; Ц высоты уровней слоев ис следуемой жидкости. 2. Ротационный вискозиметр дл  осуществлени  способа по п.1, содер жащий два йамосто тельно сб занных с приводом коаксиальных цилиндра, . расположенный в кольцевой полости 12 между ними сросный им измерительный цилиндр типа .колокол, соединенный с динамометром, устройство дл  подачи исследуемой жидкости в кольцевую полость, внешнее и внутреннее переливные устройства, о т л и чающийс  тем, что переливные устройства установлены с возможностью независимого смещени  относительно друг друга в направлении, параллельном оси цилиндров. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР 181873, кл.С 01 N 11/14, 1966. The free surfaces of the liquid in the layers located on both sides of the measuring cylinder are set at the same level h. First these 9. the layers are subjected to continuous tangential deformations with the same sign and magnitude of shear rates by rotating drive CILE Wood In the same direction with the same angular velocity n, and the torque of the M / tangential forces deformed from both sides is measured by a dynamometer on the measuring cylinder. This makes it possible to determine the voltage tr by the formula that is derived from the formula. {) If we set h. 2 h, h T- - h 1 and the corresponding shear rate - according to the formula (2). These layers are then deformed with mutually opposite shear rates, which change discretely by a step program, giving them such meaning that they go through the same series, starting with g, found from (2), and in this case, the constant would differ by one interval of this row. But the moment M, which is the moment difference (Ms-Mg), cannot be equal to zero in this case. It accepts various small values, proportional to the increments of the voltage of the G – D reacting at step increments of the velocity Shear d. After that, a number of shear stress values τ: are determined, corresponding to different shear rates 6, and any (n + 1) stress (Γ, + 1), starting with determined on the basis of th value (T) by the formula. In this case, the proposed viscometer also has an advantage over the known viscoseglars, which means that the rheological curve is any, including a curvilinear shape, and its parameters can be determined by loading the dynamometer with no large loads corresponding to the full force in the fluid. but only by the differences (increments) of these stresses arising from the formation of stepwise shear rates. These times the voltage spans and the proportional loads on the dynamometer can be chosen arbitrarily and be arbitrarily small (with a high sensitivity and accuracy of the dynamometer). The technical and economic effect of the present invention concludes with the fact that it allows a substantial increase in the operability of the dynomometer as a result of a significant reduction in the load on it and a reduction in its operating time at this reduced load; increase the sensitivity and, therefore, 7 and accuracy of the dynamometer, which becomes possible due to a significant reduction of its maximum load equal to M. With high sensitivity and accuracy of the dynamometer, it is possible to determine the rheological parameters of fluids of different rheological types, including those with non-linear characteristics. flow curves (known viscometer and method do not have this capability). It is also possible to significantly expand the range of detectable stresses, and, consequently, viscosities, with a significant reduction in the range of directly measured torques, since the stress range becomes independent of the maximum allowable load on the dynamometer; Therefore, when examining liquids that differ greatly in rheological properties, there is no need to change the stiffness of the dynamometer sensitive element (for example, torsion), i.e. move from one voltage scale to another, replace One torsion with another, etc. and at the same time change the measurement accuracy. In addition, it is easy to automate the viscometer and use it as a flow instrument installed on the process stream for the purpose of operatively monitoring the rheological properties of the flowing fluids. Claim 1. Method for determining the rheological parameters of non-Newtonian fluids with continuous shear deformation of the layers of the test liquid on both sides of the measuring surface with the elimination of their response to deformation by measuring the torque at the same time feeding the test liquid from the bottom up extending the measurement range and enabling the determination of the rheological parameters of liquids with a non-linear rheological flow curve; The liquid is set at different levels, the deformation of both layers is carried out first with the same shear rates and then shear rates that are mutually opposite in sign, which are discretely changed by the step speed corresponding to the successive passage of one and the same the same number of values, but with a constant difference on the interval of this series, maintaining the rotational moment equal to zero at this time, after which a number of tangent values are determined. (.... ff-ii ft t-:. ;;: I i i .. of the normal stress corresponding to different shear rates according to the formula / 7 - / 7, .L ntt- n -hj where T is the tangential shear stress; And - a number of accepted values of the tangential shear stress; Z is the height of the layers of the investigated liquid. 2. A rotary viscometer for carrying out the method according to claim 1, comprising two jaws with coaxial cylinders,. located in the annular cavity 12 between them is a measuring cylinder of the bell type, connected to a dynamometer, a device for supplying the test liquid to the annular cavity, external and internal overflow devices, and the fact that the overflow devices are installed with independent displacement relative to each other in a direction parallel to the axis of the cylinders. Sources of information taken into account in the examination 1. The author's certificate of the USSR 181873, class. C 01 N 11/14, 1966. 2.Авторское свидетельство СССР № 269579, кл.С 01 N 11/14, 1970.2. USSR author's certificate No. 269579, class C 01 N 11/14, 1970.
SU772458164A 1977-03-01 1977-03-01 Method and rotary viscosimeter for determining rheological parameters of non-newtonian liquids SU661297A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772458164A SU661297A1 (en) 1977-03-01 1977-03-01 Method and rotary viscosimeter for determining rheological parameters of non-newtonian liquids

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU772458164A SU661297A1 (en) 1977-03-01 1977-03-01 Method and rotary viscosimeter for determining rheological parameters of non-newtonian liquids

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU661297A1 true SU661297A1 (en) 1979-05-05

Family

ID=20697695

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU772458164A SU661297A1 (en) 1977-03-01 1977-03-01 Method and rotary viscosimeter for determining rheological parameters of non-newtonian liquids

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU661297A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Magnin et al. Cone-and-plate rheometry of yield stress fluids. Study of an aqueous gel
US20140137638A1 (en) Flexible blade rheometer
Menezes et al. Study of the nonlinear response of a polymer solution to various uniaxial shear flow histories
Green High-speed rotational viscometer of wide range. Confirmation of Thereiner equation of flow
SU661297A1 (en) Method and rotary viscosimeter for determining rheological parameters of non-newtonian liquids
CN201000452Y (en) Conical plate type velocity attenuation blood viscosity measuring apparatus
US4571989A (en) Method and apparatus for measuring rheological properties of fluid
US6357281B1 (en) Methods and apparatus for detecting rheological properties of a material
Jobling et al. Flow testing of viscoelastic materials. Design and calibration of the Roberts‐Weissenberg Model R8 rheogoniometer
Jones et al. Taylor vortices and the evaluation of material constants: a critical assessment
SU288406A1 (en) ROTARY DEVICE FOR MEASUREMENT OF VISCOUS-PLASTIC MEDIA
Debler et al. Torque and flow patterns in supercritical circular Couette flow
RU2383876C2 (en) Method for detection of gear set efficiency factor
SU940007A1 (en) Rotary viscometer
SU602824A1 (en) Rotary viscosimeter
SU373590A1 (en) DEVICE FOR DETERMINING DYNAMIC LIMIT VOLTAGE OF SHIFT AND PLASTIC
Gaskins et al. Rheology of aluminum dilaurate in toluene
SU1157406A1 (en) Method of graduation of viscometer
US2122470A (en) Viscosimeter
SU714237A1 (en) Device for determining viscoelastic properties of polymers
SU640175A1 (en) Rotary viscosimeter
Karam Viscometers and their use
Drislane et al. A new versatile rheological instrument: Design, testing and data analysis
SU321721A1 (en) METHOD FOR DETERMINING THE VISCOSITY OF NEWTONIAN FLUID
SU1244568A1 (en) Method of determining rheological parameters of particulate systems