| Вход на сайт: |
|
|
|
|
|
|
|
|
Визкозиметры |
|
|
|
|
| > > |
|
|
| Ротационный метод вискозиметрии |
Ротационный метод вискозиметрии заключается в том, что исследуемая жидкость помещается в малый зазор между двумя телами, необходимый для сдвига исследуемой среды. Одно из тел на протяжении всего опыта остаётся неподвижным, другое, называемое ротором ротационного вискозиметра, совершает вращение с постоянной скоростью. Очевидно, что вращательное движение ротора визкозиметра передается к другой поверхности (посредством движения вязкой среды; отсутствие проскальзывания среды у поверхностей тела предполагается, таким образом рассматриваются). Отсюда следует тезис: момент вращения ротора ротационного вискозиметра является мерой вязкости.
Для простоты мы рассмотрим инверсную модель ротационного вискозиметра: вращаться будет внешнее тело, внутренее тело останется неподвижным, ему и будет сообщаться момент вращения. Однако для краткости изложения будем называть внутреннее тело ротором ротационного вискозиметра.
Введём необходимые обозначения:
R1,L - радиус и длина ротора ротационного вискозиметра;
ω - постоянная угловая скорость вращения внешнего тела;
R2 - радиус вращающегося резервуара ротационного вискозиметра;
η - вязкость исследуемой cреды;
M1 - момент вращения, передаваемый через вязкую жидкость, равный
d,l - диаметр и длина упругой нити,
φ - угол, на который закручивается неподвижно закреплённая нить,
G - момент упругости материала нити
При этом крутящий момент M1 ротора ротационного вискозиметра уравновешивается моментом сил упругости нити М2:
 .
Заметим вновь, что М1 = М2, откуда после нескольких преобразований относительно η имеем:
 ,
или
 ,
где k – постоянная ротационного вискозиметра.
Если рассматривать ту же задачу для ротационного вискозиметра с вращающимся внутренним (ротором висозиметра) и неподвижным внешним телами, имеем:
 .
или
 .
В этом случае G – момент, необходимый для поддержания постоянной частоты вращения, (один оборот ротора вискозиметра за τ с).
Заметим, что полученные отношения справедливы для цилиндра бесконечной длины, в реальных условиях учитывается поправка на размеры тел ротационного вискозиметра. Для этого производится вычисление так называемой эффективной высоты H ротационного вискозиметра:
1. проводится измерение момента для жидкостей с различным значением вязкости (η1 и η2) при двух различных высотах внутреннего цилиндра (L1 и L2);
2. экстраполяцией прямых М1 = f(L) и М2 = f(L) к нулевому значению М1 и М2 получают величину ∆L;
3. H=L+∆L.
Эффективную высоту ротационного вискозиметра H подставляют в уравнения.
См. также статью о ротационном вискозиметре. |
|
|
|
|
|
