SU894474A1 - Device for determination of newtonian fluid viscosity - Google Patents

Device for determination of newtonian fluid viscosity Download PDF

Info

Publication number
SU894474A1
SU894474A1 SU802923610A SU2923610A SU894474A1 SU 894474 A1 SU894474 A1 SU 894474A1 SU 802923610 A SU802923610 A SU 802923610A SU 2923610 A SU2923610 A SU 2923610A SU 894474 A1 SU894474 A1 SU 894474A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
viscosity
vessel
fluid
temperature
equation
Prior art date
Application number
SU802923610A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Петров
Валерий Анатольевич Цаль
Original Assignee
Могилевское производственное объединение "Химволокно" им.В.И.Ленина
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 Могилевское производственное объединение "Химволокно" им.В.И.Ленина filed Critical Могилевское производственное объединение "Химволокно" им.В.И.Ленина
Priority to SU802923610A priority Critical patent/SU894474A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU894474A1 publication Critical patent/SU894474A1/en

Links

Landscapes

  • Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)

Description

(54).СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ НЬЮТОНОВСКОЙ ЖИДКОСТИ(54). METHOD FOR DETERMINING THE VISCOSITY OF NEWTONIAN LIQUID

Изобретение относитс  к технике непрерывного измерени  в зкости ньютоновских жидкостей.This invention relates to a technique for continuously measuring the viscosity of Newtonian fluids.

Известен способ определени  в зкости жидкости при заданной температуре как суглмы измер емых величин, одна из которых пропорциональна нескорректированному контролируемому параметру, а друга  - отклонению температуры жидкости от заданной. При этом у последней регулируетс  коэффициент пропорциональности так, чтобы независимо от величины температуры обеспечивалось посто нство указанной суммы 1.A known method for determining the viscosity of a liquid at a given temperature as sugals of measured values, one of which is proportional to the uncorrected monitored parameter, and the other to the deviation of the temperature of the liquid from the given one. In this case, the proportionality coefficient is adjusted in the latter so that, irrespective of the temperature value, the stability of the specified sum 1 is ensured.

Известен еще способ определени  в зкости жидкости в потоке путем измерени  моментов при ее даформировании одновремег1но в двух ротационных вискозиметрах с обратно пропорциональными скорост ми. Найденные значени  момента используют дл  расчета в зкости 2.There is also known a method for determining the viscosity of a fluid in a stream by measuring moments when it is formed simultaneously in two rotational viscometers with inversely proportional velocities. The torque values found are used to calculate viscosity 2.

Наиболее близок к предлгигаемому спосоС определени  в зкости потока жидкости, состо щий в пропускании жидкости с ПОСТС5ЯННОЙ скоростью через теплоизолированный сосуд, измерении и послелующем сравнении темпера- тур потока Hii входа и выходе этогоClosest to the proposed method for determining the viscosity of the fluid flow, which consists in passing the fluid at a POST-5-S velocity through a thermally insulated vessel, measuring and sequentially comparing the temperatures of the flow Hii inlet and outlet

сосуда. О в зкости жидкости суд т по величине рассогласовани  между измер емыми температурами, использу  при этом известные свойства потока и рабочие параметры сосуда 3.vessel. The viscosity of the fluid is judged by the magnitude of the mismatch between the measured temperatures, using the known flow properties and the operating parameters of the vessel 3.

Недостатком такого способа  вл етс  зависимость результата измере- ни  в зкости от величины измерени  температуры жидкости при ее прохож10 дении через измерительный сосуд, что особенно важно дл  высоков зких расплавов полимеров, у которых в зкость весьма существенно зависит от температуры .The disadvantage of this method is the dependence of the result of measuring viscosity on the magnitude of measuring the temperature of a liquid as it passes through a measuring vessel, which is especially important for highly viscous polymer melts, in which the viscosity depends very significantly on temperature.

1515

Цель изобретени  - повышение точности измерени  в зкости жидкостей в потоке, особенно высоков зких распла ВОВ и растворов полимеров.The purpose of the invention is to improve the accuracy of measuring the viscosity of liquids in a stream, especially highly viscous melts of WWII and polymer solutions.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что измеренную разность температур потока на входе и выходе теплоизолированного сосуда сравнивают с заданным ее значением, подвергаютThe goal is achieved by the fact that the measured temperature difference between the flow at the inlet and outlet of the heat-insulated vessel is compared with its specified value, subjected to

Claims (3)

механической деформации поток жидкости в сосуде, измен ют скорость деформации жидкости при отклонении измер емой разности температур от заданной , поддерживают посто нно указан ную разность температур и измер ют скорость деформации, по которой суд  о в зкости жидкости. Разность температур потока на вхо де и выходе теплоизолированного сосу да ЛТ вследствие диссипации энергии деформировани  в жидкости, протекающей через сосуд с- объемной скоростью за промежуток времени (tj-t) в от сутствие теплового рассе ни , наход  и  сравнени  теплового баланса tj J u) М d t Ц,9 (tj-t,) (1) где W, м - скорость и момент деформи ровани  соответственно; р, с - плотность и теплоемкость измер емой жидкости. Так как момент и скорость деформировани  в общем случае Функци ми времени не  вл ютс , то после преобразовани  числител  и сокращени  общего множител  в правой части уравнени  (1) получим и)н (.IS loJ/CpV Выразив момент М через составл ющие известной формулы определени  в зкости ньютоновской жидкости в ротационном устройстве и К-И и (х: после соответствующей подстановки в уравнение (2) получим уравнение ГЭТс из которого следует, что дл  сохран ни  посто нства температурного пере пада как основного услови  термоста билизации потока жидкости в измерительном сосуде скорость деформации следует регулировать обратно пропор ционально в зкости в степени 0,5. После замены сомножителей в знам нателе уравнени  (4) одним К 4,19-10кс/.У, решив данное уравнение относительно в зкости, находим КАТ о) т.е. при посто нстве теплового пото ка жидкости, поступающей в измерительный сосуд, и температурного пер пада, измеренного на входе и выходе сосуда, в зкость  вл етс  функцией единственной переменной - скорости деформации. Более высока  точность измерени  в зкости жидкости достигаетс  тем, что исключаетс  вли ние изменени  температуры на результат измерени  В данном случае при посто нстве заданного температурного перепада измен етс  скорость деформации, котора , как н вестно, не вли ет на реультат измерени  в зкости ньютоовской жидкости в области ламинарого течени . Пример 1.Расплав полиэфирной молы - ПЭТФ (с.0,488 ккал/кг-град р,11,8 г/смЗ), представл ющий собой ьютоновскую жидкость при скорости двига менее 500 с температурой пропускают через термостатированный при той же температуре сосуд с объемной скоростью 0,02 л/с, в сосуде имеетс  деформирующий орган мешалка , частоту вращени  которой можно, измен ть в от 20 до 80 о.б/мин. Предварительно найденное значение конструктивной посто нной К,. вход щей в формулу (5) равно 2,75 хю . Плавно увеличива  частоту вращени  мешалки, температуру потока на выходе довод т до 286С. Установивша с  частота вращени  мешалки при этом составл ет 62 об/мин. В зкость расплава, рассчитанна  по уравнению (б), дл  вышеуказанных условий составл ет 286 Па-с, что соответствует в зкости того же расплава, найден °й через показатель характеристической в зкости раствора данного полиэфира в ортохлорфеноле, П р и М е р 2. Дл  контрол  в зкости расплава полиэфира ПЭТФ в зависимости от условий его получени  расплав пропускают через термостатированный измерительный сосуд, работающий при тех же услови х, что указанные в предыдущем примере. Температура на выходе сосуда устанавливаетс  на уровне 284,бс. Постепенным подъемом частоты вращени  мешалки увеличивают температуру расплава на выходе до ранее установленного значени , равного . При этом частота вращени  мешалки составл ет 77 об/мин. В зкость, рассчитанна  по уравнению (5) в данном случае составл ет 186 Па.с, что соответствует в зкости того же расплава полиэфира, найденной через показатель характеристической в зкости. Отградуированна  подобным образом шкала прибора, измер ющего частоту вращени  мешалки, в полном диапазоне возможных значений в зкости (дл  этого примера составл ющего 186 - 286 Па-с) позвол ет независимо от измерени  температурных условий, а следовательно, с более высокой точностью контролировать в зкость получаемого продукта. Преимущественна  область применени  способа измерени  в зкости в потоке - ньютоновские жидкости с в зкостью 100 Па-е (1000 П) и более, такие как, например, расплавы-и растворы полимеров, латексы; При необходимости предлагаемый способ можно применить дл  измерени  в зкости жидкостей , составл ющей сотни пуаз. В этом случае следует повысить частоту вращени  л формирунндего орг-ана либо использовать специальную .его конструкцию , обесиегивающую высокие ско рости сдвига исследуемой жидкости в области ламинарного течени . Применение предлагаемого спосроа измерени  в зкости, инвариантного к температурным услови м измерени , обеспечивает более точный и надежный контроль в зкости исследуемой жидкос ти, в частности, в системах автомати зированного управлени  технологичес ними процессами производства синтети ческих волокон и обеспечивает экономию средств в этой отрасли. Формула изобретени  Способ определени  в зкости ньюто новской жидкости в потоке, состо щий в пропускании жидкости с посто нной скоростью через теплоизолированный сосуд, ча ерении и последующем срав46 нении температур потока на входе и выходе этого сосуда, отличающийс  тем, что, с целью повьшени  точности измерени , измеренную разность температур потока на входе и выходе сосуда сравнивают с заданным ее значением, подвергают механической деформации поток жидкости в сосуде , измен ют скорость деформации жидкости при отклонении измер емой разности температур от заданной, поддерживают указанную разность температур посто нной и измер ют скорость деформации , по которой суд т о в зкости жидкости. Источники ииформгши, Прин тые во внимание при экспертизе I. Авторское свидетельство СССР 285333, кл. G 01 N 11/00, 1969.  mechanically deforming the flow of fluid in the vessel, changing the rate of deformation of the fluid when the measured temperature difference deviates from the desired value, maintain a constant specified temperature difference, and measure the strain rate at which the fluid viscosity is judged. The temperature difference between the flow at the inlet and outlet of the thermally insulated LT vessel due to the dissipation of the deformation energy in the fluid flowing through the vessel with the volumetric rate over a period of time (tj-t) in the absence of heat dissipation, finding and comparing the heat balance tj J u) M dt C, 9 (tj-t,) (1) where W, m is the speed and moment of deformation, respectively; p, c is the density and heat capacity of the liquid being measured. Since the moment and speed of deformation in the general case are not time functions, after converting the numerator and reducing the common factor in the right side of equation (1), we get) n (.IS loJ / CpV Expressing the moment M through the components of the well-known formula for viscosity of a Newtonian fluid in a rotary device and K-I and (x: after appropriate substitution in equation (2)) we obtain the equation of the GETs from which it follows that in order to preserve the constant temperature differential as the main thermal condition and in the measuring vessel, the strain rate should be adjusted inversely with the viscosity to a power of 0.5. After replacing the factors in the equation of the equation (4) with one K 4.19-10x / .U, solving this equation for viscosity, we find the CAT ) i.e. at the constant heat flux of the liquid entering the measuring vessel and the temperature gradient measured at the inlet and outlet of the vessel, the viscosity is a function of the only variable, the strain rate. The higher accuracy of measuring the viscosity of a fluid is achieved by eliminating the effect of temperature change on the measurement result. In this case, when the temperature changes constant, the strain rate changes, which, as is known, does not affect the result of measuring the viscosity of a new fluid. laminar flow areas. Example 1. A polyester molten melt is PET (c. 0.488 kcal / kg-deg r, 11.8 g / cm 3), which is a Newtonian liquid with a motor speed of less than 500 with a temperature passed through a vessel with bulk velocity and temperature-controlled 0.02 l / s, in the vessel there is a deforming organ of the stirrer, the rotation frequency of which can be changed from 20 to 80 o.b / min. The previously found value of the constructive constant K ,. included in the formula (5) is equal to 2.75 hu. Gradually increasing the frequency of rotation of the stirrer, the flow temperature at the outlet was adjusted to 286 ° C. The rotational speed of the stirrer is 62 rpm. The melt viscosity calculated by equation (b) for the above conditions is 286 Pa-s, which corresponds to the viscosity of the same melt, found in terms of the characteristic viscosity index of the solution of this polyester in orthochlorophenol, Pr and Mp 2 To control the viscosity of the polyester PET melt, depending on the conditions of its preparation, the melt is passed through a thermostated measuring vessel operating under the same conditions as those indicated in the previous example. The temperature at the outlet of the vessel is set at 284, bs. By gradually increasing the frequency of rotation of the stirrer, the melt temperature at the outlet is increased to a previously set value equal to. The rotational speed of the stirrer is 77 rpm. The viscosity calculated by equation (5) in this case is 186 Pa. S, which corresponds to the viscosity of the same polyester melt, found through the characteristic viscosity index. A scale similarly calibrated to an instrument measuring the frequency of rotation of the mixer, in the full range of possible values of viscosity (for this example being 186–286 Pa-s), allows monitoring the viscosity with a higher accuracy the resulting product. The preferred area of application of the method of measuring viscosity in a stream is Newtonian liquids with a viscosity of 100 Pa-e (1000 P) and more, such as, for example, melts and polymer solutions, latexes; If necessary, the proposed method can be applied to measure the viscosity of liquids of hundreds of poises. In this case, it is necessary to increase the frequency of rotation of the formation of an org-ana or use a special design of it that does not dissolve the high shear rates of the test fluid in the laminar flow region. The use of the proposed method of viscosity measurement, invariant to temperature measurement conditions, provides more accurate and reliable control of the viscosity of the liquid under study, in particular, in systems of automated control of technological processes for the production of synthetic fibers and provides savings in this industry. The invention The method for determining the viscosity of a Newtonian fluid in a stream, consisting in passing a fluid at a constant speed through a thermally insulated vessel, weighing and then comparing the flow temperatures at the inlet and outlet of this vessel, characterized in that in order to improve the measurement accuracy , the measured temperature difference between the flow at the inlet and outlet of the vessel is compared with its predetermined value, the fluid flow in the vessel is subjected to mechanical deformation, the deformation rate of the liquid is changed when the deviation is measured second temperature difference from the set, said temperature difference is maintained constant and measured rate of deformation, which is judged by the viscosity of the fluid. Sources of Figures taken into account during the examination I. USSR Copyright Certificate 285333, cl. G 01 N 11/00, 1969. 2. Авторское свидетельство СССР 321721, кл. G. 01 N 11/00, 1970. 2. USSR author's certificate 321721, cl. G. 01 N 11/00, 1970. 3. Патент США 3930399 кл. G 01 N И/00, 1978 (прототип).3. US patent 3,930,399 cl. G 01 N I / 00, 1978 (prototype).
SU802923610A 1980-05-14 1980-05-14 Device for determination of newtonian fluid viscosity SU894474A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802923610A SU894474A1 (en) 1980-05-14 1980-05-14 Device for determination of newtonian fluid viscosity

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU802923610A SU894474A1 (en) 1980-05-14 1980-05-14 Device for determination of newtonian fluid viscosity

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU894474A1 true SU894474A1 (en) 1981-12-30

Family

ID=20895331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU802923610A SU894474A1 (en) 1980-05-14 1980-05-14 Device for determination of newtonian fluid viscosity

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU894474A1 (en)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4241602A (en) Rheometer
US4754640A (en) Apparatus and method for determining the viscoelasticity of liquids
Chen et al. Solute inclusion in ice formed from sucrose solutions on a sub-cooled surface—an experimental study
JPS62185146A (en) Measurement of fluid condition
Bolliger et al. In‐line measurement of tempered cocoa butter and chocolate by means of near‐infrared spectroscopy
Yosick et al. Fluid inertia in large amplitude oscillatory shear
CN111735510B (en) Device and method for online detection of slurry solid content based on series connection of mass flow controllers
Robert et al. Flow birefringence study of the stick–slip instability during extrusion of high-density polyethylenes
Abbas et al. Experimental study of the flow properties of a homogenous slurry near transitional Reynolds numbers
SU894474A1 (en) Device for determination of newtonian fluid viscosity
Schulken et al. Dynamic and steady‐state rheological measurements on polymer melts
CN212622062U (en) On-line slurry solid content detection device based on series connection of mass flow controllers
EP2494330A1 (en) A rheometer
Monti Heat transfer in drag-reducing solutions
GB2131953A (en) Measuring the viscosity and elasticity of fluids, particularly polymers
JPH08261906A (en) Viscosity measuring device using static mixer and viscosity measuring method
Baird et al. Comparison of the hole pressure and exit pressure methods for measuring polymer melt normal stresses
GB2077436A (en) Rheometer
Shackleton et al. On-line viscometer for measurement in the range 1 to 100 Pa s
Kim et al. Viscometers—Industrial
SU817562A1 (en) Device for analysis of moving liquid
RU2744484C1 (en) Liquid volume flow rate measuring device
US3116631A (en) Apparatus for measuring viscosity of thermoplastics
Olagunju Secondary flow in non-isothermal viscoelastic parallel-plate flow
RU2290623C1 (en) Automatic meter of gas density