Сдвиг в капиллярном вискозиметре

Работа 62. Определение наименьшей пластической вязкости и предельного напряжения сдвига по Бингаму структурированного раствора ВМВ методом капиллярной вискозиметрии [c.223]

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]

Капиллярные вискозиметры измеряют скорость протекания известного объема жидкости через небольшое отверстие при заданной температуре. Скорость сдвига в этих вискозиметрах может меняться от близкой к нулю до 106 с- путем изменения диаметра капилляра и создания давления. Типы капиллярных вискозиметров и принципы их действия [c.24]

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]

Предельное напряжение сдвига в определяют различными приборами. При пользовании капиллярными вискозиметрами 0 находят по формуле [c.78]

Подобным же образом изменяются другие полимеры и эластомеры [93—98]. Минеральные масла, загустевшие в результате смешения с мылами, и консистентные смазки (тавоты), так же как и парафиновые нефти, обнаруживают аномальные изменения вязкости при сдвиге. Капиллярные и ротационные вискозиметры дали довольно устойчивые результаты [99]. [c.179]

Характеристиками вязкостно-температурных свойств служат кинематическая вязкость, определяемая в капиллярных вискозиметрах, и динамическая вязкость, измеряемая при различных градиентах скорости сдвига в ротационных вискозиметрах, а также индекс вязкости — безразмерный показатель пологости вязкостнотемпературной зависимости (см. рис. 2.3), рассчитываемый по [c.133]

Зависимость между напряжением сдвига и градиентом скорости или между пропорциональными им величинами устанавливают, исследуя течение жидкостей с помощью капиллярного или ротационного вискозиметра. Капиллярный вискозиметр применяют для исследования реологических свойств не слишком вязких жидкостей. В этом случае для расчетов вместо уравнения Ньютона пользуются уравнением Пуазейля, получающимся в результате интегрирования уравнения Ньютона [c.130]

Капиллярные вискозиметры не могут быть использованы для изучения влияния времени сдвига на вязкость при какой-либо заданной скорости, так как образец в капилляре непрерывно изменяется. Далее будет показано, что информация об изменениях такого рода полезна для объяснения структуры концентрированных эмульсий. Этот недостаток может быть использован также, когда интересует мгновенная вязкость, предшествующая изменениям в эмульсиях, испытывающих зависимые от времени разрушение и восстановление структуры. [c.201]

XX в. в результате работ В. Оствальда, Е. Бингама и их учеников стало ясно, что вязкость многих систем зависит от режима течения. В связи с этим возникла необходимость представлять данные вискозиметрических измерений в таком виде, который отражает зависимость вязкости от скорости или напряжения сдвига. Наиболее наглядно графическое представление результатов исследований. Обычно строят графики двух типов в координатах скорость сдвига (или пропорциональная ей величина) — напряжение сдвига (или пропорциональная ему величина) и вязкость — напряжение сдвига, В качестве величин, прямо пропорциональных напряжению сдвига, используют перепад давлений в капиллярном вискозиметре, момент скручивания нити в [c.127]

Вязкость битума С была, кроме того, определена при 100 °С на ротационном вискозиметре при малой и большой скоростях сдвига и на четырех различных капиллярных вискозиметрах [21 а]. Как [c.138]

Для определения зависимости между касательным напряжением и скоростью сдвига используется капиллярный вискозиметр. При течении жидкости через горизонтальный участок трубки из нержавеющей стали внутренним диаметром 2,54 мм были получены следующие результаты измерений расхода и падения давления [c.450]

Грегори и Ватсон [117, 121 — 123] провели широкие исследования течения полиэтилентерефталата в капиллярном вискозиметре. В диапазоне скоростей сдвига от 50 до 1000 с" расплав полиэтилентерефталата ведет себя как ньютоновская жидкость, а при скоростях сдвига 1000—24 ООО с — как псевдопластичная жидкость. Зависимость динамической вязкости расплава от температуры и среднемассовой молекулярной массы выражается следуюш,им уравнением [c.140]

Схема капиллярного вискозиметра приведена на рис. 6.1. Особое внимание обычно уделяют обеспечению однородного поля температур и исключению потерь на трение между плунжером и цилиндром. Эксперименты проводят либо в режиме постоянного давления, либо в режиме постоянного расхода. При очень малых значениях расхода нельзя пренебрегать действующими на вытекающий экструдат силами поверхностного натяжения, силами тяжести и трением между поршнем и цилиндром. Поэтому при малых расходах значения вязкости оказываются завышенными. Капиллярная вискозиметрия позволяет определять вязкость до скоростей сдвига, при которых начинается дробление расплава (см. разд. 13.2). При высоких скоростях сдвига дополнительные осложнения возникают из-за интенсивного диссипативного разогрева (см. разд. 13.1). [c.162]

Давление (Р) измеряется датчиком давления, записывается на диаграммной ленте и применяется для расчета напряжения сдвига с использованием уравнения (9.32). В настоящее время с помощью капиллярных вискозиметров можно фиксировать скорости сдвига С нижним пределом у = 1—0,1 [c.143]

Приборы для определения вязкости называют вискозиметрами. Большинство их можно разделить на две группы капиллярные и ротационные, В капиллярных (рис, 11.4, а) полимер запрессовывается в рабочую камеру / и под давлением плунжера 2 продавливается через капилляр 3, из которого выходит струя 4, диаметр которой несколько больше диаметра капилляра. Увеличивая давление на плунжер, мы измеряем скорость его перемещения и по полученным данным строим кривую течения в координатах,, приведенных на рис. 11.1 или 11.3. Условия сдвига в капиллярном вискозиметре очень близки к условиям, в которых полимер перерабатывается методом литья под давлением или экструзией (шприцеванием), если имеется возможность задать давления в рабочей камере, близкие к производственным. [c.159]

Твердообразные системы в большинстве случаев не обладают высокой текучестью и для их исследования метод капиллярной вискозиметрии неприменим. Для измерения деформации сдвига в таких системах в исследуемую систему помещают вертикальную пластинку, соединенную с динамометром (метод Вейлера — Ребиндера) [2, с. 262]. При опускании столика, на котором находится система, наблюдают (при помощи горизонтального микроскопа) движение какой-либо точки пластинки, по которому находят относительную деформацию сдвига е. [c.275]

Единственным видом капиллярных вискозиметров, в которых успешно могут исследоваться в щироком интервале напряжений вязкостные свойства неньютоновских жидкостей, являются вискозиметры постоянного расхода, В таких приборах скорость сдвига не постоянна поперек канала, а изменяется от нуля на оси капилляра до максимума на стенке. Следовательно, результаты измерений и их истолкование не столь очевидны и достоверны Часто скорость сдвига может не быть одтюзначной функцией напряжения сдвига даже для реостабильных жидкостей. Причина заключается в том, что стенка способствует повышенному ориентированию тех молекул или частиц, которые находятся вблизи ее. Это приводит к возникновению эффекта проскальзывания на стенке. [c.16]

Течение в бурильной колонне обычно турбулентное, поэтому на него влияют только вязкостные свойства бурового раствора, правда, в незначительной мере. Эффективная скорость сдвига у стенки трубы, определяемая с помощью капиллярного вискозиметра и уравнения (5.40), обычно изменяется от 200 до 1000 С . Проходное сечение труб достоверно известно, поэтому потери давления можно подсчитать совершенно точно. Единственным неопределенным фактором является шероховатость стенок труб. Потери давления в бурильной колонне составляют 20—45 % общих потерь давления в циркуляционной системе, т. е. давления на стояке. [c.215]

Вязкость нефти и нефтепродуктов является одним из важнейших параметров, характеризующих их качество. Особенно необходимы показатели вязкости продукта при расчете трубопроводных систем, при оценке расхода и качества топлив и масел. В ГОСТ 33-82, ASTM D 445, ISO 3104, IP 71 для измерения кинематической вязкости нефти и нефтепродуктов рекомендован капиллярный метод. В соответствии с этим методом, измерения кинематической вязкости производятся с применением стеклянных капиллярных вискозиметров, в которых обеспечивается ламинарный поток течения определенного объема жидкости по капилляру под действием силы тяжести. Этот метод применим для жидкостей, в которых напряжение сдвига т и скорость сдвига v пропорциональны, (ньютоновское те- [c.246]

Капиллярные вискозиметры классифицируются также по способу получения зависимости между скоростью и напряжением сдвига [c.142]

Вязкостные свойства смазок определяют стартовые характеристики узлов трения, имеют существенное значение для расчета систем смазки, а также позволяют судить об энергетических потерях при установившихся режимах работы. Для оценки вязкостных свойств смазок применяют ротационные и капиллярные вискозиметры. На автоматическом капиллярном вискозимет ш переменного расхода и давления (АКВ-2 или АКВ-4 по ГОСТ 7163—63) вязкость измеряют в условиях переменного режима истечения смазки в диапазоне скоростей сдвига О) 0,1—100 ООО ири практически любых необходимых температурах. Обычтю вязкость определяют при О, равных 10, 100 и 1000 с . [c.271]

Определение вязкости расплава при больших скоростях сдвига проводили на капиллярном вискозиметре Инстрон . При расчете вязкости учитывали поправки Рабиновича и Бэгли. [c.617]

Механизм образования нити в зависимости от продолжительности растяжения и напряжения был исследован Нитшманом и Шрейдом [25]. Они показали следующее. Уменьшение толщины растягиваемой нити битума сопровождается возрастанием сдвигового напряжения (при постоянном усилии растяжения). При этом вязкость, а также коэффициент растяжения уменьшаются до какого-то минимума Затем, при дальнейшем возрастании напряжения сдвига, коэффициент растяжения начинает возрастать, вплоть до момента разрыва нити. Возрастание коэффициента растяжения с увеличением напряжения сдвига объясняется ориентационным упорядочением элементов структуры битума. В этой области напряжений сдвига вязкость, измеренная в капиллярном вискозиметре, постоянна и не зависит от напряжения спвига. Таким образом, эти два явления — растяжение нити и вязкое течение в капилляре — реологически различны. Так как напряжение сдвига возрастает до момента разрыва нити, то этот разрыв, очевидно, произойдет в .юмент максимальной деформации и степени ориентации частиц. Следовательно, высокая дуктильность битума является функцией не только размера частиц, но и способности их к деформации и ориентации в направлении течения. [c.18]

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]

В данном разделе рассмотрены два распространенных метода определения зависимости г], и от скорости сдвига. Используемые приборы капиллярный вискозиметр и вискозиметр конус— плоскость . На первом удается определить только зависимость вязкости от скорости сдвига для у >1 с , на втором — все три вискознметрические функции, но только для малых скоростей сдвига. [c.162]

Используя метод капиллярной вискозиметрии, можно получать кривые течения (кривые зависимости скорости сдвига от напряжения сдвига или эффективной вязкости от скорости сдвига, представляемые обычно в логарифмических координатах), оценивать температурные коэффициенты вязкости и энергию активации вязкого течения, степенные константы уравнения Оствальда-де-Вилла, определять критические скорости и напряжения сдвига, соответствующие наступлению нерегулярного течения или эластической турбулентности , величину усадки или эластического восстановления (степень разбухания экструдата). Наиболее распространенным методом измерения усадки У и разбухсшия экструдата d/D является гравиметрический. Метод заключается во взвешивании отрезка экструдата определенной длины и сравнении полученной массы Рэ с расчетной Рр [c.448]

При работе с капиллярным вискозиметром кривую течения удобно строить в координатах 1/т, р. Эти координаты связаны с градиентолг скорости и напряжением сдвига следующим образом [c.130]

Определение действия реагента на реологические свойства нефти и рабочих жидкостей. При экспериментальном определении действия исследуемых реагентов на реологические свойства нефти и рабочих жидкостей используют капиллярные и ротащюнные вискозиметры. Капиллярные вискозиметры пригодны для измерения реологических свойств любых систем, однако не позволяют проводить исследования в области малых скоростей сдвига и при строго установленных скоростях сдвига. Ротационные приборы позволяют производить измерения в широких областях скоростей сдвига, но они непригодны для исследования аномальных систем с очень густой консистенцией и эмульсий, так как нарушается условие постоянства сдвига [45]. [c.113]

Для определения вязкости при определенной скорости деформации смазки и вязкостно-скоростной характеристики смазок применяется автоматический капиллярный вискозиметр АКВ-4. Методика определения стандартизирована в ГОСТ 7163—63. Для определения вязкости и предела прочности смазок применяется также пласто-вискозиметр ПВР-1 системы В. П. Павлова (ГОСТ 9127—59). На этих приборах определяется так называемая эффективная вязкость смазок (в из), которая представляет собой отношение напряжения сдвига (в дин1см ), т. е. давление, под которым двигалась смазка в приборе, к градиенту скорости или средней скорости деформации (в сек ). Обе величины рассчитываются по специальным формулам по экспериментальным данным, полученным при определении. [c.250]

Для характеристики реологических свойств расплава полимера обычно используют кривые течения и вязкости, получаемые при раз-личньгх температурах и представляющие собой зависимости скорости сдвига от напряжения сдвига и вязкости от напряжения и скорости сдвига [2, 3]. На практике для оценки технологичности переработки термопластичных полимеров применяют также показатель текучести расплава (ПТР) или индекс расплава, определяемый методом капиллярной вискозиметрии. Использование этого показателя удобно тем, что на основании значений ПТР могут быть рассчитаны другие параметры вязкого течения полимера [1, 3]. [c.32]

Таким образом, недостатками капиллярных вискозиметров являются трудность измерений концентрированных утяжеленных и высокоструктурированных суспензий создание неоднородного поля скоростей сдвига невозможность разрушения структуры во всем сечении потока влияние диаметра капилляра на развитие структур и интенсивность их разрушения необходимость введения поправок (на скольжение, кинетическую энергию, концевые эффекты) налипание раствора на стенки и потеря прозрачности исследование только одного участка реологической кривой и получение лишь двух констант т)пл и 0д или в капиллярном пластометре — одной константы 0СТ- Измерения в капиллярных вискозиметрах отличаются поэтому значительными расхождениями и в разных приборах неинвариантны. Применение трубчатых вискозиметров для расширения диапазона измеряемых консистенций усиливает неоднородность поля скоростей и требует соответствующих поправок. Усложняет измерения переход на непрозрачные вискозиметры. [c.258]

Реологическое поведение пены зависит от ее качества (отношения объема газа к общему объему пены). Применяемые в нефтепромысловой практике пены ведут себя как бингамов-ские пластичные жидкости (см. главу 7), и для описания кривых консистенции пен используются следующие параметры предельное динамическое напряжение сдвига, пластическая и эффективная вязкости. Для определения этих параметров использовались вискозиметры Фэнна, Ультра вискосон фирмы Бендикс и капиллярные вискозиметры. Митчелл использовал капиллярный вискозиметр, в котором скорость течения определялась по времени движения красителя между двумя фотоэлектрическими элементами, а перепад давления в капилляре измерялся с помощью датчика или манометра высокого давления. [c.122]

Поскольку при высоких частотах вращения ротора большое значение приобретают центробежные силы, ротационные вискозиметры нельзя использовать для определения реологических свойств при очень высоких скоростях сдвига. Для этой цели следует использовать капиллярный вискозиметр для измерений под давлением, который позволяет определять вязкость в широком диапазоне скоростей сдвига. Этот прибор особенно полезен для определения параметров реологической медели, подчиняющейся степенному закону, который будет рассмотрен в последующих разделах настоящей главы. [c.182]

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]

Оценка реологических параметров на капиллярных вискозиметрах представляется наиболее удобным методом изучения поведения смесей при высоких скоростях сдвига, характерных для процессов переработки. Капиллярные реометры превосходят вибрационные, а также вискозиметры Муни, которые обеспечивают измерения в одной точке испытаний, дающие первое представление о технологичности материала, но не применимые для описания технологических свойств в широком диапазоне скоростей сдвига. Капиллярная реометрия успешно используется для характеристики технического углерода, определения оптимума наполнения и других параметров переработки [26]. [c.447]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология