Вискозиметр с коаксиальными цилиндрами

Большинство вискозиметров (за исключением вискозиметров с падающим шариком и ультразвукового) можно применять для измерений как ньютоновских, так и неньютоновских жидкостей. Вискозиметр типа конус-пластина является единственным, который при малом угле конуса 0 обеспечивает постоянные условия сдвига для всего образца. В капиллярном вискозиметре скорость сдвига изменяется от нуля на оси капилляра до максимума у стенки капилляра. Когда измерения производят в вискозиметре с коаксиальными цилиндрами, один из цилиндров вращается. Если вращается внешний цилиндр, измеряется скручивающее усилие, передаваемое внутреннему цилиндру. В этом случае скорость сдвига изменяется от максимума у поверхности вращающегося цилиндра до минимума у поверхности внутреннего цилиндра. Однако при соответствующей конструкции, когда зазор между двумя цилиндрами мал, этот градиент сдвига минимален. Если внешний цилиндр неподвижен, а внутренний цилиндр вращается, вязкость вычисляют из вязкостного сопротивления, оказываемого последнему образцом. [c.201]

Для реологических исследовании дисперсных систем при напряжении сдвига, вызывающем значительное разрушение структуры, применяют уравнение Шведова — Бингама, которое проинтегрировано для вискозиметров с цилиндрическими, кольцевыми и щелевыми капиллярами, а также для вискозиметров с коаксиальными цилиндрами. Исследованиями установлено, что уравнения Шведова — Бингама можно применять для нахождения характеристик пластического течения суспензий глин. [c.193]

Ошибки вискозиметрии с коаксиальными цилиндрами [c.206]

Рис. IV.5. Вискозиметр с коаксиальными цилиндрами для исследований ползучести эмульсий.

Прн вискозиметрии с коаксиальными цилиндрами следует учитывать следующие моменты. [c.206]

Исследование усилий, оказываемых образцом на искривленную поверхность цилиндра, приводит к уравнению для течения в вискозиметре с коаксиальными цилиндрами (см. табл. IV. 1). Если внутренний цилиндр полностью погружен, силы действуют иа оба его конца. Когда верхний конец внутреннего цилиндра не покрыт образцом, эффект, вызываемый действием сил на нижний конец, может быть оценен путем погружения внутреннего цилиндра в образец до различных уровней и определения отношения круговая скорость/угловая скорость. График зависимости этого отношения от глубины погружения является линейным, причем на оси отсекается отрицательны отрезок. Он представляет собой поправку А/1ц, которая должна быть прибавлена к в уравнении для ньютоновского течения (см. табл. IV. 1). При неньютоновском течении краевой эффект может иметь большее значение. Скорость сдвига у концов ниже, чем в зазоре между двумя цилиндрами, поэтому вязкость выше в этих слоях. В этом случае поправка па краевой эффект должна быть определена для каждого образца при каждом псиользованном значении О. [c.206]

В вискозиметре с коаксиальными цилиндрами вязкоэластичный материал может подниматься по внутреннему вращающемуся цилиндру благодаря тенденции течь в нанравлении, нормальном к направлению напряжения сдвига. Когда это происходит, объем образца в зазоре между двумя цилиндрами снижается ниже требуемого уровня и в вычисления вязкости вносятся ошибки. Возможно, основным преимуществом капиллярного прибора является то, что путем подбора капилляров с подходящими размерами может быть исследована более широкая область консистенций, чем в вискозиметре с коаксиальными цилиндрами. С последними можно изучать концентрированные эмульсии с густой консистенцией только тогда, когда имеется широкий зазор между двумя цилиндрами. Это нарушает постоянство условий сдвига. [c.214]

Для такого рода исследований пригоден вискозиметр с коаксиальными цилиндрами. В модели прибора, примененной в лаборатории автора (рис. IV.5), поверхность обоих цилиндров снабжена мелким рифлением для предохранения образца от скольжения вдоль стенок. Наружный цилиндр удерживается неподвижно, в то время как внутренний, подвешенный за крутильную головку на тонкой скручивающейся проволоке, медленно вращается с помощью устройства блок-груз . [c.215]

Модифицировав соответствующим образом вискозиметр с коаксиальными цилиндрами, можно дополнительно (или вместо) к вращательному движению добиться колебательного движения внутреннего цилиндра. Для этого наружному цилиндру сообщают синусоидальные колебания посредством металлического стержня, присоединенного к его основанию, а также к мотору переменной скорости с помощью узла эксцентрика (Ван Вазер и др., 1963). Внутренний и наружный цилиндры колеблются с одинаковой частотой, однако имеется разница фаз, так как первый подвергается скручивающему усилию, являющемуся результатом вязкого торможения образца между цилиндрами. [c.222]

Для изучения течения Куэтта они использовали вискозиметр с коаксиальными цилиндрами, изготовленными из тюбингов стекла пирекс. Вискозиметр действовал не на обычном принципе. Цилиндры могли вращаться в противоположных направлениях при 0—2 об/лец , [c.255]

Когда эту эмульсию подвергали сдвигу в вискозиметре с коаксиальными цилиндрами в течение Ъ мин при скорости 215,46 сек , вязкость снизилась до 10,5 пз. При уменьшении скорости сдвига до 1,33 сек вязкость повысилась до равновесного значения 139 пз примерно за 30 сек (рис. 1У.38), причем наибольший подъем наблюдался в течение первых 10 сек. Что касается свежей эмульсии, то в дальнейших опытах во время старения подобный минимум вязкости достигался при 215,46 сев , но равновесная вязкость снижалась при 1,33 сек со временем старения. Наибольшее снижение равновесной вязкости приходилось па первые 50 ч старения, и это вызвано главным образом быстрой коагуляцией капель диаметром 0,5 мкм. [c.305]

В реологических исследованиях дисперсных систем при напряжении сдвига, вызывающем значительное разрушение структуры, применяют уравнение Шведова-Бингама. Это уравнение проинтегрировано для вискозиметров с цилиндрическими кольцевыми и щелевыми капиллярами, а также для вискозиметров с коаксиальными цилиндрами. [c.18]

Другой тип вискозиметра с коаксиальными цилиндрами, известный под названием Вискозиметр ВНС (рис. 3.8), работает внутри сосуда высокого давления и позволяет измерять вязкостные параметры при температурах до 340 °С и давлениях до 140 МПа. Привод, осуществляемый через магнитную пару, позволяет получать скорости сдвига 11, 21, 32, 64, 96, 191, 286, 573 и 860 С . Вращающий момент измеряется электрическим динамометром, в состав которого входит пружина, на которой подвешен боб. Изменения электрического сопротивления передаются на наружный измерительный прибор. Прибор регистрирует напряжения сдвига от 7 до 840 дин/см (3—400 Па). [c.100]

Пластическую вязкость и предельное динамическое напряжение сдвига бингамовской вязкопластичной жидкости лучше всего определять с помощью ротационного вискозиметра с коаксиальными цилиндрами. Важным достоинством этого прибора является то, что при частоте вращения ротора выше некоторого критического значения жесткое ядро можно исключить, в результате чего график консистенции становится линейным. [c.175]

НО восстанавливаясь во времени до той же предельной прочности в результате броуновских соударений частиц по коагуляционным участкам. Тиксотропия коагуляционных структур позволяет установить для них в условиях практически однородного сдвига (например, в ротационных вискозиметрах с коаксиальными цилиндрами с узким зазором) полные реологические кривые зависимости эффективной вязкости от напряжения сдвига, т. е. от равновесной степени разрушения структуры в стационарном потоке. Такие кривые воспроизведены в прямом и обратном направлениях (лишены гистерезиса) при условии, что время перехода будет достаточным для тиксотропного восстановления. [c.137]

С другой стороны, эмульсии В/М имеют высокие вязкости в стационарном состоянии нри очень низких скоростях сдвига, вызванные флокуляцией при малых разделяющих расстояниях. Например, в опытах по ползучести в вискозиметре с коаксиальными цилиндрами эмульсия В/М (50% -Ь 50%) с = 1,4—1,8 жкм имела вязкость в пределах (2,0—2,5) 10 гез и модуль упругости 1200—2300 дин/см (Шерман, 1965). [c.253]

При вращении одного из цилиндров с постоянной угловой скоростью жидкость стремится сообщить вращение второму цилиндру. Для того чтобы сохранить второй цилиндр в покое, к нему необходимо приложить момент, равный по абсолютной величине, но противоположный по знаку моменту, передаваемому жидкостью. На рис. 3-12, б изображена принципиальная схема вискозиметра с коаксиальными цилиндрами. При равномерном вращении внешнего цилиндра, заполненного исследуемой жидкостью, внутренний цилиндр удерживается грузом на весовой платформе. Вращающий момент равен [c.141]

Примером автоматических ротационных вискозиметров с коаксиальными цилиндрами могут служить датчики вязкости типа ВР-П (датчик имеет стандартный пневматический выходной сигнал) и типа ВР-Э (датчик имеет стандартный электрический выходной сигнал постоянного тока). Приборы предназначены для измерения динамической вязкости ньютоновских жидкостей, главным образом нефтепродуктов, в которых допускается наличие механических примесей с размером частиц не более 0,5 мм. [c.141]

При абсолютных измерениях вязкости непосредственно определяемыми величинами являются крутящий момент М), действующий на ту или иную измерительную поверхность, и угловая скорость (й) вращения одной из них радиусы соответственно наружного и внутреннего цилиндра (Л >Лв) и рабочая высота (Н) зазора между ними в вискозиметрах с коаксиальными цилиндрами радиус конуса Щ и угол между его образующей и плоскостью (а). [c.237]

Вискозиметры с коаксиальными цилиндрами и типа конус-пластина особенно пригодны для изучения жидких и полутвердых эмульсий, так как они дают возможность изменять в широкой области скорости сдвига вплоть до очень малых значений. Капиллярные вискозиметры более подходят для изучения высоких скоростей сдвига. Они не чувствительны к краевым эффектам и температурным флуктуациям, вызванным распространением тепла, пе наблюдается в них и эффект Вейзенберга. [c.214]

При изучении реологических свойств нефтей широкое применение получили ротационные вискозиметры с коаксиальными цилиндрами, один из которых приводится во вращательное движение с угловой скоростью (О. На другом Щ1линдре замеряют крутящий момент М. Вязкость жидкости вычисляют по формуле [c.64]

Для стандартных измерений инженеры по буровым растворам используют вискозиметр с коаксиальными цилиндрами (например, вискозиметр Фэнна), работающий при двух частотах вращения. Этот прибор позволяет посредством простейших расчетов определять значения пластической вязкости (ПВ), предельного динамического напряжения сдвига (ПДНС) и кажущейся вязкости (КВ) при частоте вращения 600 мин-. Можно также рассчитать (см. главу 5) предельное статическое напряжение сдвига (ПСНС) и параметры п я К степенного закона. [c.24]

Вискозиметры с прямым отсчетом. Эти приборы представляют собой разновидность вискозиметра с коаксиальными цилиндрами, который позволяет наблюдать за изменениями напряжения сдвига при различных скоростях сдвига. Основные элементы прибора показаны на рис. 3.6. Боб подвешен на пружине концентрично наружному цилиндру. Весь этот узел погружается до заданной отметки в чашку с буровым раствором, наружный цилиндр приводится во вращательное движение с постоянной частотой. Сопротивление вязкой жидкости заставляет боб вращаться пока вращательны1 момент пружины не уравновесит этого сопротивления. Угол закручивания боба отсчитывается по калиброванной шкале в верхней части прибора и является мерой напряжения сдвига бурового раствора у поверхности боба. [c.98]

Выпускаемые промышленностью ротационные вискозиметры с коаксиальными цилиндрами, которые подходят для исследований буровых растворов, описаны в главе 3. По принципу действия они аналогичны вискозиметру, показанному на рис. 5.9, но в них вместо торсионной проволоки применена пружина. Во всех этих приборах используется разработанная Сейвинзом и Роупером конструкция, которая позволяет очень просто рассчитывать пластическую вязкость и предельное динамическое напряжение сдвига по двум измерениям при частотах вращения 600 и 300 МИН . В настоящей главе эти вискозиметры будут именоваться вискозиметрами с непосредственным отсчетом. [c.177]

Додж и Метцнер построили зависимость между / и Ке для различных значений п, как показано на рис. 5.34. Эта зависимость позволяет легко оценивать / при проведении гидравлических расчетов в процессе бурения скважины. Лучше всего п и К определять с помощью капиллярного вискозиметра, но удовлетворительные результаты можно получить и в вискозиметре с коаксиальными цилиндрами, если эти коэффициенты в зависимости от скорости сдвига меняются незначительно, что для буровых растворов обычно характерно при скоростях сдвига выше 300 с . Константы п и К удобно определять по показателям вискозиметра Фэнна при частотах вращения 300 и 600 МИН [уравнения (5.35) и (5.36)] и затем рассчитывать эффективную вязкость по уравнениям (5.44) и (5.47). В таком [c.201]

Пл/м- ттямрнятотпрмгя мйжпу 0.0004—29. с помощью модифицировап-ной формы вискозиметра с коаксиальными цилиндрами. При оолее низких градиентах скорости все капли деформировались в продолговатые сфероиды с главной осью, расположенной нод углом л/4 независимо от т)ф/т (.. При более высоких градиентах скорости наблюдались четыре различных типа поведения капель нри увеличении деформации (рис. IV.20), существенно зависящей от 11ф/г)(., но независимой от размера капли (табл. IV.3). [c.258]

Когда эту эмульсию подвергали сдвигу в вискозиметре с коаксиальными цилиндрами в течение 5 мин при скорости 215,46 сек , вязкость снизилась до 10,5 пз. При уменьшении скорости сдвига до 1,33 секг вязкость повысилась до равновесного значения 139 пз примерно за 30 сек (рис. IV.38), причем наибольший подъем наблюдался в течение первых 10 сек. Что касается свежей эмульсии, то в дальнейших опытах во время старения подобный минимум вязкости ДОСТИ- 0.7 [c.305]

Динамич. вязкость структурированных (в том числе тиксотропных) ЛМ определяют с помощью ротационных вискозиметров с коаксиальными цилиндрами. При этом определяют угол отклонения в исследуемой среде внутреннего цилиндра, подвешенного на тонкой упругой стальной или вольфрамовой нити, при вращении внешнего цилиндра с различными скоростями. В США динамич. вязкость определяют с помощью ротационного вискозиметра Брукфилда (ASTM D 2196—63Т). Разновидностью ротационного вискозиметра является плоско-конич. вискозиметр, применение к-рого стандартизовано в Англии (BS 3900). Динамич. вязкость структурированных систем определяют также, измеряя усилия, необходимые для смещения пластинки, погруженной в исследуемую систему (метод Вейлера — Ребиндера). [c.435]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология