Крутильные маятники

Известно много методов, пригодных для определения реологических свойств жидкости, но только немногие из них дают истинную величину ее текучести. Это методы — капиллярный, падающего шара, Куэтта и крутильного маятника. В настоящее время уравнение течений, исходя из диаграммы сдвига, может быть написано только применительно к двум методам капиллярному и Куэтта Капиллярный вискозиметр нельзя использовать в псевдоожиженных системах из-за неблагоприятного пристеночного эффекта в капиллярах. Вискозиметр Куэтта может быть использован при соблюдении ряда важных условий (см. ниже). В случае вискозиметров (с падающим шаром и крутильного) не удается по диаграмме сдвига составить общее уравнение течения (известны лишь частные решения ). Добавим, что в вискозиметрах с падающим шаром очень велик пристеночный эффект. Кроме того, следует учитывать значительное нарушение структуры псевдоожиженного слоя вблизи лобовой поверхности движущегося шара . [c.229]

Таким образом, для определения неньютоновских реологических характеристик псевдоожиженного слоя может быть использован только вискозиметр Куэтта ньютоновские свойства могут быть определены нри помощи либо вискозиметра Куэтта, либо крутильного маятника. [c.229]

Методика измерений. Модуль упругости и модуль сдвига полимерных материалов определяли по собственной частоте свободных колебаний, регистрируемых при помощи проволочных датчиков сопротивлений [7]. Применяли константановые датчики с базой 10 мм и сопротивлением 150 ом, с коэффициентом тензочувствительности около 2. Принципиальная схема установки изображена на рис. 1. Для определения модуля сдвига использовали крутильный маятник. На образец полимера, выполненный в форме стержня диаметром 2—3 мм и длиной 35—40 мм, вблизи закрепленного конца наклеивали датчик нод углом 45° к оси образца. [c.375]

Только данные о вязкости, полученные с помощью крутильного маятника при малых амплитудах и вискозиметра Куэтта при малых угловых скоростях внутреннего цилиндра можно считать количественно достоверными. [c.246]

Рис. 9.44. Схема двойного крутильного маятника для измерения вязкости агрессивных паров.

Метод колеблющегося диска с двойным крутильным маятником [79], Может быть рекомендован Для высоких температур (выше 1200 К) и агрессивных паров. [c.459]

Динамические механические свойства определяют с помощью автоматического затухающего крутильного маятника с фиксацией осцилляций посредством коаксиального конденсатора с преобразованием сигнала и его подачей на компьютер. Температуру образца во время испытаний (от температуры жидкого воздуха до 573 К) измеряют с [c.509]

Рис. XII. 4. Спектр внутреннего трения атактического полиме> тилметакрилата, полученный на вертикальном крутильном маятнике

Из динамо-механических методов наиболее удобны методы, использующие разные варианты возбуждения или затухания крутильных колебаний, так или иначе связанные с крутильными маятниками. Характер получаемой информации виден из рис. XII. 4, где дана температурная зависимость логарифмического декремента затухания при разных, но всегда низких частотах. Слишком повышать частоты опасно из-за возникновения механического стеклования , а затем хрупкости. Сходную информацию, но со смещением в область (статического) вязко-текучего состояния дают разные варианты колебательной вискозиметрии. Здесь уже механическое стеклование уступает место механической высокоэластичности, что позволяет, в общем случае, разделить обратимые и необратимые деформации в растворе или расплаве, т. е. упругие и вязкие компоненты отклика на воздействие. [c.305]

Достаточно щирокие возможности для изучения материалов различного вида имеет прибор типа крутильного маятника (рпс. 106). Он состоит из цилиндрического стержня /, который помещается внутрь сосуда 2 с исследуемым составом. Стержень подвешен на упругой нити 6 (торсионе) и может совершать крутильные колебания вокруг своей осп. Для увеличения инерции стержень снабжен инерционными массами 4, которые могут перемещаться по рейкам 5. Прибор имеет указатель 7 угла поворота маятника, например зеркало на стержне, осветитель и шкалу для фиксации положения светового луча. Сосуд с образцом находится в термостате 3. [c.166]

Крутильные маятники и другие приборы [c.175]

Однако в отличие от применения традиционного крутильного маятника, позволяющего получать абсолютные значения механических характеристик исследуемых материалов, метод ТВА, как правило, дает только относительные результаты и используется для сравнительных испытаний. Это связано с неопределенностью формы и размеров образца, нанесенного на торсион. Так как логарифмический декремент затухания равен А = Л Чп(Лг/Лг+п), где N — число циклов колебаний, за которые амплитуда уменьшится от А г до Лг+п, то в качестве меры А в методе ТВА выбирают величину при некотором произвольно взятом отношении амплитуд [c.186]

Шмидером и Вольфом еще в 1953 г. были опубликованы результаты исследований внутреннего трения полиизобутилена (ПИБ), НК, бутилкаучука и других линейных полимеров методом затухания свободных колебаний (на крутильном маятнике) в и1иро-ком интервале температур. Из их данных для ПИБ с молекулярной массой М=1,75-10 следует (рис. 5.7), что ниже температуры механического стеклования Гм = 227 К (а-переход) проявляются V- и Р-переходы, а выше нее при температурах 7 1 = 313 К, Гг—353 К, 7 з=388 К — еще три перехода, которые можно связать с проявлением трех Я-процессов. Этими же авторами для несшитого и слабо-сшитого НК также наблюдалось три максимума в области плато высокой эластичности (при 278, 298 и 333 К), а для бутилкаучука— два максимума (при 313 и 338 К). Для НК плато высокой эластичности простиралось от 233 до 423 К, а для бутилкаучука — от 243 до 363 К- Все это подтверждают приведенные выше результаты, полученные на основании расчетов релаксационных спектров эластомеров. [c.135]

Изучение внутреннего трения в наноструктурной Си, полученной РКУ-прессованием, проведено в работах [316, 314, 413], где исследовали его амплитудную и температурную зависимости методом крутильного маятника. Было выявлено, что в наноструктурной Си наблюдается высокий уровень фона (амплитуднозависимой части) внутреннего трения, который был в 4-5 раз выше, чем у крупнокристаллических образцов, полученных отжигом при высоких температурах, и в 2-3 раза выше, чем у деформированного серого чугуна (50 х 10 ), который является критерием при определении условной границы [315, 316] высокого демпфирования. [c.180]

В вулканизованных каучуках резко ограничена подвижность вблизи узлов, и можно выделить собственный сигнал (показанный на рис. XII. 3) от сульфидных межцепных мостиков. По мере учащения поперечных связей — независимо от метода получения сшитого полимера последовательной вулканизацией (в широком понимании этого слова) или отверждением реакционноспособных олигомеров (олигоэфиракрилаты, эпоксидные системы, роливсаны и т. д.) ситуация с подвижностями меняется по глубине реакции. Следить за реакцией удобно с помощью некоторых вариантов крутильных маятников. Когда сетка становится настолько густой, что расстояние между ее узлами приближается к размеру одного сегмента эквивалентной линейной макромолекулы, происходит химическое стеклование, напоминающее фазовый переход часто сшитый полимер в определенной мере аналогичен ковалентному паракристаллу, в понимании Хоземанна [50]. [c.311]

Кинси [68] исследовал вязкоупругие свойства монослоев по-ли-й-- --аланина и сывороточного альбумина с номош,ью крутильного маятника с кольцом из тефлона. [c.162]

Описываемые приборы выполняются в виде прямого и обр зтноро крутильных маятников. В первом случае отсутствует торсион (К =0). Кроме того, эти схемы различаются по месту установки инерционной массы, способу Крепления образца и другим незначительным [c.175]

Образец, испытываемый на крутильном маятнике, помещается в термо-криокамеру. Для цроведения низко-темлературных измерений криостат выполняется в виде двойного сосуда Дьюара его наружная оболочка заполняется жидким азотом, а внутренняя заливается жидким гелием [4]. Это обеспечивает возможность проведения измерений от 4,2 до 77 К- При более высоких температурах используется обычная система термостатиро- [c.176]

Существенным моментом конструкций крутильных маятников является требование совладения оси, относительно которой совершаются колебания, с осью образца и исключение изгибных дефор Маций торсиона. Это особанно важно при испытании относительно мягких материалов. Наиболее просто соосность достигается установкой оси в газовом (воздушном или азотном) подшипнике, что обеспечивает отклонения от оси не более 0,01 мм. Использование газовых подшипников для [c.178]

В этом приборе измеряются механические свойства материалов с модулем от 10 до 10 ° Па и значения tgo от 5 10 до 3 при частотах от 0,1 до 20 Гц в области температур от —190 до 300 С. Благодаря системе термостатирования удается длительное время поддерживать постоянную температуру с колебаниями до 0,05 С. Измерения проводят на плоских образцах с размерами 3,5X7X180 мм. Основные особенности прибора в механической части — уравновешивание инерционной массы противовесом с целью устранения постоянных растягивающих напряжений в образце (очень частый прием при конструировании крутильных маятников) в измерительной части — использование логарифмирующего блока, что существенно упрощает определение интенсивности затухания колебаний и расчет tg O. [c.181]

Рис. VIII.7. Крутильный маятник с электромагнитным датчиком колебаний

Метод крутильных колебаний был предложен и развит применительно к практическим целям в лаборатории реологии Кентского университета Льюисом и Кутцом 112]. Одной из наиболее трудных для понимания стадий адгезии является отверждение смолы. В связи с этим казалось целесообразным сосредоточить внимание на высокочастотной части релаксационного спектра. Нильсен [13] сконструировал крутильный маятник, в котором образец был связан с колеблющейся инерционной массой. Затухание амплитуды колебаний и резонансную частоту регистрировали автоматически. Аналогичные исследования проводили и другие авторы. [c.20]

Канальный вискозиметр дает абсолютные значения вязкости и позволяет учитывать влияние подложки на течение пленки. Однако на нем нельзя проводить измерения ни при постоянном поверхностном давлении (поскольку необходим градиент давления), ни при постоянной скорости сдвига. В этом отношении более выгоден второй основной метод определения вязкости пленок, принцип которого был предложен Плато [57]. В данном методе определяется затухание колебаний крутильного маятника, дискового или кольцевого. Схема поверхностного вискозиметра с крутильным маятником приведена на рис. П1-12. Гэйнс [1] дает следующее уравнение [c.103]

Детальный анализ методов, в которых используется крутильный маятник, дан в работе Шоугла [60]. Автор попытался решить теоретически трудную проблему учета влияния подложки и, придя к выводу, что разделять вязкости пленки и подложки не имеет смысла, ввел понятие относительная вязкость (т1 )ге1. определяемая выражением [c.104]

Что касается техники эксперимента, то здесь следует отметить несколько используемых методов. Во-первых, для прямого измерения поверхностного давления в системах типа жидкость — жидкость можно применять соответствуюш.им образом модифицированные пленочные весы [203, 204] однако при этом необходимо помнить о возможности утечки по барьеру. Поскольку очень часто пленкообразующий материал растворим в масляной фазе, поверхностное натяжение можно Е.змерять при различных концентрациях. Для определения поверхностного натяжения Хатчинсон [205] применяет метод сидящего пузырька, тогда как другие авторы используют метод кольца или пластинки Вильгельми [206] (см. разд. 1-8). Брукс и Петика [207] разработали пленочные весы с ванной, снабженной приспособлениями для очистки поверхности раздела и сжатия межфазной пленки для измерения y и, следовательно, я использована гидрофобная пластинка Вильгельми. Авторы утверждают, что весы очень хорошо работают при фиксированной площади поверхности раздела, когда поверхностное давление поднимается путем добавления поверхностно-активного материала, однако при высоком поверхностном давлении растекание плеики не всегда является полным. Межфазные потенциалы в таких системах измеряются с помощью вибрирующего электрода [208] в полярной масляной фазе возможны прямые измерения с помощью высокоимпедансного вольтметра [208а]. Для определения вязкости пленки применяют крутильный маятник [187] (см. также [209]). [c.144]

Поэтому мы сочли необходимым заняться теорией мейеровского вискозиметра в такой постановке, которая отвечала бы наиболее просто и естественно, поставленному эксперименту. Проще всего поступить следующим образом. Наполнив цилиндрическое ведерко произвольного размера исследуемой жидкостью и подвесив его на упругой нити, превратить всю систему в крутильный маятник, оставляя верхнюю повер ность жидкости свободной. Задача будет состоять в том, чтобы вычислить вязкость жидкости, находящейся в ведерке, из наблюдаемых логарифмического декремента затухания и периода колебаний.. [c.95]

ХотА обработка результатов эксперимента по этой формуле довольно громоздка, она не сложнее обычных методов обработки экспериментадьшлх данных, полученных из наблюдений над крутильным маятником, сопр(пж(>н- ным с вязкой средой.. [c.101]

Для измерений динамической вязкости ц, динамического модуля упругости О и эффективной вязкости в установившемся течении т)а использовали ротационный прибор с коаксиальными цилиндрами, описанный в работах [4, 5]. Особенность этого прибора состоит в том, что он может использоваться либо как вискозиметр типа Куэтта, либо как крутильный маятник с вынужденными колебаниями, причем переход от одной схемы измерений к другой требует минимальной переделки привода. Колебания и вращения цилиндров преобразуются в элек- [c.286]

При использовании прибора в качестве крутильного маятника комплексная динамическая вязкость рассчитывается по формуле, которая является частным случаем более общего уравнения, выведенного Марковицем [20, 21] [c.287]

Наиболее распространен метод определения динамического модуля сдвига при свободных крутильных колебаниях образца (в виде полоски или цилиндра) на крутильном маятнике, а также испытания при изгибных колебаниях свободно лежащего или закрепленного в зажиме образца или образца с системой подвешенных на нем маятников для определения ди-памич. модуля упругости и потерь. Модуль определяют, измеряя резонансные частоты и размеры образца. Определения механич. потерь пластмасс при больших амплитудах высокоскоростного ударного воздействия не получили широкого распространения. [c.443]

Драмм, Додж и Нилсен [ 125] для исследования степени сшивания фенолформальдегидных новолаков гексаметилентетрамином использовали динамико-механический метод (крутильный маятник) и нашли, что степень сшивания повышается с увеличением дозировки гексаметилентетрамина, температуры и продолжительности отверждения. Количество гексаметилентетрамина, необходимое для полного сшивания, составляет 10%, реакция заканчивается за 24 часа при 150—175°. [c.723]

Ф и г. 38. Полый крутильный маятник Сителла, Рауза и Бейли. [c.121]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология