Вискозиметр - Viscometer

А вискозиметр (также называемый вискозиметр) - инструмент, используемый для измерения вязкость из жидкость. Для жидкостей с вязкостью, зависящей от условия потока, инструмент под названием реометр используется. Таким образом, реометр можно рассматривать как особый тип вискозиметра.^[1] Вискозиметры измеряют только при одном условии потока.

В общем, либо жидкость остается неподвижной, и объект движется через нее, либо объект неподвижен, и жидкость движется мимо него. Сопротивление, вызванное относительным движением жидкости и поверхности, является мерой вязкости. Условия потока должны иметь достаточно малое значение Число Рейнольдса чтобы там было ламинарный поток.

В 20 ° C, динамическая вязкость (кинематическая вязкость × плотность) воды 1,0038 мПа · с и это кинематическая вязкость (произведение времени истечения на коэффициент) составляет 1,0022 мм²/ с. Эти значения используются для калибровки определенных типов вискозиметров.

Стандартные лабораторные вискозиметры для жидкостей

Вискозиметры Оствальда измеряют вязкость жидкости с известной плотностью.

U-образные вискозиметры

Эти устройства также известны как стеклянные капиллярные вискозиметры или Вискозиметры Оствальда, названный в честь Вильгельм Оствальд. Другая версия - это Вискозиметр Уббелоде, который состоит из U-образной стеклянной трубки, удерживаемой вертикально в ванне с регулируемой температурой. В одном плече U находится вертикальный участок точного узкого канала (капилляр). Вверху есть лампочка, с другой лампочкой внизу на другом плече. При использовании жидкость всасывается в верхнюю колбу, а затем стекает через капилляр в нижнюю колбу. Две отметки (одна над и под верхней лампочкой) указывают на известный объем. Время, необходимое для прохождения уровня жидкости между этими отметками, пропорционально кинематической вязкости. Калибровку можно выполнить с использованием жидкости с известными свойствами. Большинство коммерческих единиц имеют коэффициент преобразования.

Измеряется время, необходимое для прохождения испытательной жидкости через капилляр известного диаметра с определенным коэффициентом между двумя отмеченными точками. Путем умножения затраченного времени на коэффициент вискозиметра получают кинематическую вязкость.

Такие вискозиметры можно разделить на прямоточные и обратные. Вискозиметры с обратным потоком имеют резервуар над маркировкой, а у прямоточных вискозиметров резервуар находится ниже маркировки. Существуют такие классификации, чтобы уровень можно было определить даже при измерении непрозрачных или окрашивающих жидкостей, в противном случае жидкость будет закрывать отметки и сделать невозможным измерение времени, когда уровень проходит отметку. Это также позволяет вискозиметру иметь более 1 набора меток, чтобы для немедленного определения времени, необходимого для достижения 3-й отметки^{[уточнить ]}, таким образом давая 2 момента времени и позволяя последующий расчет определяемости для обеспечения точных результатов. Использование двух таймингов в одном вискозиметре за один цикл возможно только в том случае, если измеряемый образец Ньютоновские свойства. В противном случае изменение приводного напора, которое, в свою очередь, изменяет скорость сдвига, приведет к разной вязкости для двух ламп.

Вискозиметры с падающей сферой

Ползучий поток мимо сферы

Закон Стокса является основой вискозиметра с падающей сферой, в котором жидкость неподвижна в вертикальной стеклянной трубке. Сфера известного размера и плотности может опускаться через жидкость. При правильном выборе он достигает предельная скорость, который можно измерить по времени, необходимому для прохождения двух отметок на трубке. Электронное зондирование может использоваться для непрозрачных жидкостей. Зная конечную скорость, размер и плотность сферы, а также плотность жидкости, закон Стокса можно использовать для расчета вязкость жидкости. В классическом эксперименте обычно используются стальные шарикоподшипники разного диаметра для повышения точности вычислений. В школьном эксперименте используется глицерин как жидкость, и этот метод используется в промышленности для проверки вязкости жидкостей, используемых в технологических процессах. В его состав входит много разных масел и полимер жидкости такие как решения^{[уточнить ]}.

В 1851 г. Джордж Габриэль Стоукс получил выражение для силы трения (также называемой сила сопротивления ) на сферические объекты с очень маленькими Числа Рейнольдса (например, очень мелкие частицы) в непрерывном вязкий жидкость путем изменения предела малой массы жидкости обычно неразрешимой Уравнения Навье – Стокса:

${\displaystyle F=6\pi r\eta v,}$

куда

${\displaystyle F}$ сила трения,

${\displaystyle r}$ - радиус сферического объекта,

${\displaystyle \eta }$ вязкость жидкости,

${\displaystyle v}$ - скорость частицы.

Если частицы падают в вязкой жидкости под собственным весом, то конечная скорость, также известная как скорость осаждения, достигается, когда эта сила трения объединяется с подъемная сила точно сбалансировать сила гравитации. Результирующая скорость осаждения (или предельная скорость ) дан кем-то

${\displaystyle V_{\text{s}}={\frac {2}{9}}{\frac {r^{2}g(\rho _{p}-\rho _{f})}{\mu }},}$

куда:

V_s - скорость оседания частицы (м / с), вертикально вниз, если ρ_п > ρ_ж, вверх, если ρ_п < ρ_ж,

р это Радиус Стокса частицы (м),

грамм это гравитационное ускорение (РС²),

ρ_п это плотность частиц (кг / м³),

ρ_ж это плотность жидкости (кг / м³),

μ это (динамическая) жидкость вязкость (Па · с).

Обратите внимание, что Стокса поток предполагается, поэтому Число Рейнольдса должен быть маленьким.

Фактором, ограничивающим достоверность этого результата, является грубость используемой сферы.

Модификация вискозиметра с прямой падающей сферой представляет собой вискозиметр с катящимся шариком, который измеряет время, когда шарик катится по склону, будучи погруженным в испытательную жидкость. Это можно дополнительно улучшить, используя запатентованную V-образную пластину, которая увеличивает количество оборотов до пройденного расстояния, позволяя использовать более компактные и портативные устройства. Управляемое катящееся движение шара позволяет избежать турбулентности в жидкости, которая в противном случае возникла бы при падающем шарике.^[2]. Этот тип устройства также подходит для использования на борту судна.^{[Почему? ]}

Вискозиметр с падающим шариком

В 1932 году Фриц Хепплер получил патент на вискозиметр с падающим шариком, названный в его честь - первый в мире вискозиметр для определения динамической вязкости. Другие первые в мире вискозиметры, разработанные Фрицем Хепплером в Медингене (Германия), - это консистометр с шариковым давлением и реовискозиметр, см.^{[куда? ]} Кугельдруквискозиметр = шариковый вискозиметр.

Вискозиметр с падающим поршнем

Также известен как вискозиметр Норкросса в честь его изобретателя Остина Норкросса. Принцип измерения вязкости в этом прочном и чувствительном промышленном устройстве основан на узле поршень и цилиндр. Поршень периодически поднимается пневматическим подъемным механизмом, вытягивая измеряемый материал вниз через зазор (зазор) между поршнем и стенкой цилиндра в пространство, образованное под поршнем, когда он поднимается. Затем сборку обычно задерживают на несколько секунд, а затем позволяют ей упасть под действием силы тяжести, выталкивая образец по тому же пути, по которому он вошел, создавая эффект сдвига для измеряемой жидкости, что делает этот вискозиметр особенно чувствительным и подходящим для измерения. определенный тиксотропный жидкости. Время падения является мерой вязкости, при этом зазор между поршнем и внутренней частью цилиндра образует измерительное отверстие. В регулятор вязкости измеряет время падения (время падения в секундах является мерой вязкости) и отображает полученное значение вязкости. Контроллер может откалибровать значение времени падения до секунд чашки (известной как чаша для оттока), Секундомер Saybolt универсальный (SUS) или сантипуаз.

Промышленное использование популярно из-за простоты, повторяемости, низких эксплуатационных расходов и долговечности. На этот тип измерения не влияют скорость потока или внешние вибрации. Принцип работы может быть адаптирован для различных условий, что делает его идеальным для контроль над процессом среды.

Вискозиметр с качающимся поршнем

Иногда называемый электромагнитным вискозиметром или вискозиметром EMV, был изобретен в Кембриджская вязкость (формально Кембриджские прикладные системы) в 1986 году. Датчик (см. рисунок ниже) состоит из измерительной камеры и поршня, находящегося под магнитным воздействием. Производятся измерения, при которых образец сначала вводится в терморегулируемую измерительную камеру, где находится поршень. Электроника приводит поршень в колебательное движение в измерительной камере с помощью управляемого магнитного поля. Напряжение сдвига накладывается на жидкость (или газ) из-за перемещения поршня, а вязкость определяется путем измерения времени перемещения поршня. Параметры конструкции для кольцевого зазора между поршнем и измерительной камерой, напряженность электромагнитного поля и расстояние перемещения поршня используются для расчета вязкости в соответствии с законом вязкости Ньютона.

Вискозиметр с качающимся поршнем был адаптирован для испытаний вязкости малых образцов и микропробов в лабораторных условиях. Он также был адаптирован для измерения вязкости при высоком давлении и высокой температуре как в лабораторных, так и в производственных условиях. Датчики вязкости были масштабированы для широкого спектра промышленных применений, таких как малогабаритные вискозиметры для использования в компрессорах и двигателях, проточные вискозиметры для процессов нанесения покрытия погружением, поточные вискозиметры для использования на нефтеперерабатывающих заводах и сотни других приложений. . Повышение чувствительности современной электроники стимулирует рост популярности вискозиметров с качающимся поршнем в академических лабораториях, изучающих вязкость газа.

Вибрационные вискозиметры

Вибрационные вискозиметры восходят к приборам Bendix 1950-х годов, которые относятся к классу, который работает, измеряя затухание колеблющегося электромеханического резонатора, погруженного в жидкость, вязкость которой необходимо определить. Резонатор обычно колеблется при кручении или поперечно (как консольная балка или камертон). Чем выше вязкость, тем сильнее демпфирование резонатора. Затухание резонатора можно измерить одним из нескольких методов:

1. Измерение потребляемой мощности, необходимой для поддержания постоянной амплитуды колебаний осциллятора. Чем выше вязкость, тем больше мощности требуется для поддержания амплитуды колебаний.
2. Измерение времени затухания колебаний после выключения возбуждения. Чем выше вязкость, тем быстрее затухает сигнал.
3. Измерение частоты резонатора как функции фазового угла между сигналами возбуждения и отклика. Чем выше вязкость, тем больше изменение частоты для данного фазового перехода.

Вибрационный инструмент также страдает отсутствием определенного поля сдвига, что делает его непригодным для измерения вязкости жидкости, характеристики потока которой заранее неизвестны.

Вибрационные вискозиметры - это надежные промышленные системы, используемые для измерения вязкости в технологических условиях. Активная часть датчика - вибрирующий стержень. Амплитуда колебаний изменяется в зависимости от вязкости жидкости, в которую погружен стержень. Эти измерители вязкости подходят для измерения засорения жидкости и жидкостей с высокой вязкостью, в том числе с волокнами (до 1000 Па · с). В настоящее время во многих отраслях промышленности по всему миру эти вискозиметры считаются наиболее эффективной системой для измерения вязкости широкого спектра жидкостей; Напротив, ротационные вискозиметры требуют большего обслуживания, не могут измерять забивающую жидкость и требуют частой калибровки после интенсивного использования. Вибрационные вискозиметры не имеют движущихся частей, слабых частей, а чувствительная часть обычно имеет небольшие размеры. Даже очень базовый или же кислый жидкости можно измерить, добавив защитное покрытие, такое как эмаль, или заменив материал датчика на такой материал, как 316L нержавеющая сталь. Вибрационные вискозиметры - это наиболее широко используемый линейный прибор для контроля вязкости технологической жидкости в резервуарах и трубопроводах.

Кварцевый вискозиметр

Кварцевый вискозиметр - это особый тип вибровискозиметра. Здесь колеблющийся кристалл кварца погружен в жидкость, и конкретное влияние на колебательное поведение определяет вязкость. Принцип кварцевой вискозиметрии основан на идее W. P. Mason. Основная концепция - применение пьезоэлектрического кристалла для определения вязкости. Частое электрическое поле, приложенное к осциллятору, вызывает перемещение датчика и приводит к сдвигу жидкости. Затем на движение датчика влияют внешние силы (напряжение сдвига) жидкости, которые влияют на электрический отклик датчика.^[3] Процедура калибровки как предварительное условие определения вязкости с помощью кристалла кварца восходит к Б. Боде, который способствовал детальному анализу электрических и механических характеристик передачи колебательной системы.^[4] На основе этой калибровки был разработан кварцевый вискозиметр, который позволяет непрерывно определять вязкость в неподвижных и текущих жидкостях.^[5]

Кварцевые микровесы

В кварцевые микровесы действует как вибрационный вискозиметр благодаря пьезоэлектрическим свойствам кварца для измерения спектров проводимости жидкостей и тонких пленок, экспонированных на поверхности кристалла.^[6] По этим спектрам отслеживаются частотные сдвиги и уширение пиков для резонансных и обертонных частот кристалла кварца, которые используются для определения изменений массы, а также вязкость, модуль сдвига и другие вязкоупругие свойства жидкости или тонкой пленки. Одним из преимуществ использования микровесов на кристаллах кварца для измерения вязкости является небольшое количество пробы, необходимое для получения точных измерений. Однако из-за зависимости вязкоупругих свойств от методов подготовки образцов и толщины пленки или объемной жидкости при измерениях вязкости между образцами могут быть погрешности до 10%.^[6]

В интересном методе измерения вязкости жидкости с помощью кварцевых микровесов, который улучшает точность измерений, используется капельный метод.^[7][8] Вместо того, чтобы создавать тонкую пленку или погружать кристалл кварца в жидкость, на поверхность кристалла падает капля интересующей жидкости. Вязкость извлекается из сдвига частотных данных с использованием следующего уравнения

${\displaystyle \Delta f=-f_{0}^{3/2}{\sqrt {\frac {\eta _{l}\rho _{l}}{\pi \mu _{Q}\rho _{Q}}}}}$

куда ${\displaystyle f_{0}}$ - резонансная частота, ${\displaystyle \rho _{l}}$ - плотность жидкости, ${\displaystyle \mu _{Q}}$ - модуль сдвига кварца, а ${\displaystyle \rho _{Q}}$ - плотность кварца.^[8] Расширение этого метода корректирует сдвиг резонансной частоты на размер капли, нанесенной на кристалл кварца.^[7]

Ротационные вискозиметры

В ротационных вискозиметрах используется идея о том, что крутящий момент, необходимый для поворота объекта в жидкости, является функцией вязкости этой жидкости. Они измеряют крутящий момент, необходимый для вращения диска или боба в жидкости с известной скоростью.

Вискозиметры типа "чашка и боб" работают, определяя точный объем образца, подлежащего разрезанию в испытательной ячейке; крутящий момент, необходимый для достижения определенной скорости вращения, измеряется и наносится на график. В вискозиметрах типа «чашка и боб» есть две классические геометрии, известные как системы «Куэтта» или «Сирл», которые различаются по вращению чашки или боба. Вращающаяся чашка предпочтительнее в некоторых случаях, потому что она уменьшает начало Вихри Тейлора при очень высоких скоростях сдвига, но чаще используется вращающийся боб, поскольку конструкция прибора может быть более гибкой и для других геометрических форм.

Вискозиметры типа «конус и пластина» используют узкоугольный конус в непосредственной близости от плоской пластины. В этой системе скорость сдвига между геометриями постоянна при любой заданной скорости вращения. Вязкость легко вычислить по напряжению сдвига (по крутящему моменту) и скорости сдвига (по угловой скорости).

Если испытание с любой геометрией проходит через таблицу с несколькими скоростями сдвига или напряжениями, данные можно использовать для построения кривой потока, то есть графика вязкости в зависимости от скорости сдвига. Если вышеуказанный тест проводится достаточно медленно для того, чтобы измеренное значение (напряжение сдвига, если скорость регулируется, или наоборот) достигло постоянного значения на каждом этапе, данные считаются «равновесными», и тогда график «кривая равновесного потока». Это предпочтительнее неравновесных измерений, так как данные обычно могут быть воспроизведены на нескольких других инструментах или с другими геометрическими формами.

Расчет форм-факторов скорости сдвига и напряжения сдвига

Реометры и вискозиметры работают с крутящим моментом и угловой скоростью. Поскольку вязкость обычно рассматривается с точки зрения напряжения сдвига и скорости сдвига, необходим метод для преобразования «номеров приборов» в «числа реологии». Каждая измерительная система, используемая в приборе, имеет соответствующие «форм-факторы» для преобразования крутящего момента в напряжение сдвига и преобразования угловой скорости в скорость сдвига.

Мы будем называть форм-фактор напряжения сдвига C₁ и коэффициент скорости сдвига C₂.

напряжение сдвига = крутящий момент ÷ C₁.

скорость сдвига = C₂ × угловая скорость.

Для некоторых измерительных систем, таких как параллельные пластины, пользователь может установить зазор между измерительными системами. В этом случае используется уравнение

скорость сдвига = C₂ × угловая скорость / зазор.

вязкость = напряжение сдвига / скорость сдвига.

В следующих разделах показано, как рассчитываются форм-факторы для каждой измерительной системы.

Конус и пластина

${\displaystyle {\begin{aligned}C_{1}&={\frac {3}{2}}r^{3},\\C_{2}&={\frac {1}{\theta }},\end{aligned}}}$

куда

р - радиус конуса,

θ - угол конуса в радианах.

Параллельные пластины

${\displaystyle {\begin{aligned}C_{1}&={\frac {3}{2}}r^{3},\\C_{2}&={\frac {3}{4}}r,\end{aligned}}}$

куда р - радиус конуса.

Примечание: Напряжение сдвига изменяется по радиусу параллельной пластины. Вышеприведенная формула относится к положению радиуса 3/4, если тестовый образец является ньютоновским.

Коаксиальные цилиндры

${\displaystyle {\begin{aligned}C_{1}&={\frac {1}{3}}r_{\text{a}}^{2}H,\\C_{2}&={\frac {2r_{\text{i}}^{2}r_{\text{o}}^{2}}{r_{\text{a}}^{2}\left(r_{\text{o}}^{2}-r_{\text{i}}^{2}\right)}},\end{aligned}}}$

куда:

р_а = (р_я + р_о)/2 - средний радиус,

р_я - внутренний радиус,

р_о - внешний радиус,

ЧАС высота цилиндра.

Примечание: C₁ принимает напряжение сдвига как возникающее на среднем радиусе р_а.

Электромагнитный вискозиметр с вращающейся сферой (вискозиметр EMS)

Принцип измерения вискозиметра с электромагнитной вращающейся сферой

Вискозиметр EMS измеряет вязкость жидкостей, наблюдая за вращением сферы, вызванной электромагнитным взаимодействием: два магнита, прикрепленные к ротору, создают вращающееся магнитное поле. Образец ③ для измерения находится в небольшой пробирке ②. Внутри трубки находится алюминиевый шар. Трубка расположена в камере с регулируемой температурой ① и установлена ​​так, чтобы сфера находилась в центре двух магнитов.

Вращающееся магнитное поле вызывает в сфере вихревые токи. Результирующее лоренцево взаимодействие между магнитным полем и этими вихревыми токами создает крутящий момент, который вращает сферу. Скорость вращения сферы зависит от скорости вращения магнитного поля, величины магнитного поля и вязкости образца вокруг сферы. За движением шара следит видеокамера ⑤, расположенная под ячейкой. Крутящий момент, приложенный к сфере, пропорционален разнице угловой скорости магнитного поля. Ω_B и один из сферы Ω_S. Таким образом, существует линейная зависимость между (Ω_B − Ω_S)/Ω_S и вязкость жидкости.

Этот новый принцип измерения был разработан Сакаи и др. в Токийском университете. Вискозиметр EMS отличается от других ротационных вискозиметров тремя основными характеристиками:

• Все части вискозиметра, которые непосредственно контактируют с образцом, одноразовые и недорогие.
• Измерения выполняются в герметичном сосуде для образцов.
• Для вискозиметра EMS требуется очень небольшое количество пробы (0,3 мл).

Вискозиметр Стабингера

Модифицировав классический ротационный вискозиметр Куэтта, можно совместить точность определения кинематической вязкости с широким диапазоном измерения.

Внешний цилиндр вискозиметра Стабингера представляет собой заполненную пробой трубку, которая вращается с постоянной скоростью в медном корпусе с регулируемой температурой. Полый внутренний цилиндр, имеющий форму конического ротора, центрируется в образце за счет гидродинамической смазки.^[9] эффекты и центробежные силы. Таким образом, все подшипники трение, неизбежный фактор в большинстве вращающихся устройств, полностью исключен. Сдвиговые силы вращающейся жидкости приводят в движение ротор, в то время как магнит внутри ротора образует вихретоковый тормоз с окружающим медным корпусом. Между движущей и тормозящей силами устанавливается равновесная частота вращения ротора, которая является однозначной мерой динамической вязкости. В скорость и крутящий момент измерение осуществляется без прямого контакта с Эффект Холла датчик, подсчитывающий частоту вращения магнитное поле. Это позволяет очень точно крутящий момент разрешение 50пН · м и широкий диапазон измерения от 0,2 до 30 000 мПа · с с одной измерительной системой. Встроенный плотность измерение на основе качающаяся U-образная трубка принцип позволяет определять кинематическую вязкость из измеренной динамической вязкости с использованием соотношения

${\displaystyle \nu ={\frac {\eta }{\rho }},}$

куда:

ν кинематическая вязкость (мм²/ с),

η - динамическая вязкость (мПа · с),

ρ это плотность (г / см³).

Пузырьковый вискозиметр

Пузырьковые вискозиметры используются для быстрого определения кинематической вязкости известных жидкостей, таких как смолы и лаки. Время, необходимое для подъема пузырька воздуха, прямо пропорционально вязкости жидкости, поэтому чем быстрее поднимается пузырь, тем ниже вязкость. В методе сравнения по алфавиту используются 4 набора помеченных буквами эталонных пробирок, от A5 до Z10, известной вязкости для покрытия диапазона вязкости от 0,005 до 1000. топки. В методе прямого измерения времени используется одна трехстрочная временная трубка для определения «пузырьковых секунд», которые затем могут быть преобразованы в сток.^[10]

Этот метод достаточно точен, но измерения могут отличаться из-за разницы в плавучести из-за изменения формы пузырька в трубе.^[10] Однако это не вызывает серьезных просчетов.

Вискозиметр с прямоугольной щелью

Основная конструкция вискозиметра / реометра с прямоугольной щелью состоит из канала с прямоугольной щелью и однородной площадью поперечного сечения. Через этот канал с постоянной скоростью прокачивается испытательная жидкость. Несколько датчиков давления, установленных заподлицо на линейных расстояниях вдоль направления потока, измеряют падение давления, как показано на рисунке:

Принцип измерения: Щелевой вискозиметр / реометр основан на фундаментальном принципе, согласно которому вязкая жидкость сопротивляется потоку, демонстрируя понижающееся давление по длине щели. Снижение или падение давления (∆п) коррелирует с касательным напряжением на границе стенки. Кажущаяся скорость сдвига напрямую связана со скоростью потока и размером щели. Кажущаяся скорость сдвига, напряжение сдвига и кажущаяся вязкость рассчитываются:

${\displaystyle {\begin{aligned}{\dot {\gamma }}_{\text{a}}&={\frac {6Q}{wh^{2}}},\\\sigma &={\frac {wh}{2(w+h)}}{\frac {\Delta P}{l}},\\\eta _{\text{a}}&={\frac {\sigma }{{\dot {\gamma }}_{\text{a}}}},\end{aligned}}}$

куда

${\displaystyle {\dot {\gamma }}}$ кажущаяся скорость сдвига (с⁻¹),

σ напряжение сдвига (Па),

η_а кажущаяся вязкость (Па · с),

∆п это разница давления между ведущим датчиком давления и последним датчиком давления (Па),

Q - расход (мл / с),

ш - ширина проточного канала (мм),

час - глубина проточного канала (мм),

л расстояние между ведущим датчиком давления и последним датчиком давления (мм).

Для определения вязкости жидкости образец жидкости прокачивается через щелевой канал с постоянным расходом и измеряется падение давления. Следуя этим уравнениям, кажущаяся вязкость рассчитывается для кажущейся скорости сдвига. Для ньютоновской жидкости кажущаяся вязкость такая же, как истинная вязкость, и достаточно одного измерения скорости сдвига. Для неньютоновских жидкостей кажущаяся вязкость не является истинной вязкостью. Чтобы получить истинную вязкость, кажущуюся вязкость измеряют при нескольких кажущихся скоростях сдвига. Тогда истинные вязкости η при различных скоростях сдвига рассчитываются с использованием поправочного коэффициента Вайссенберга – Рабиновича – Муни:

${\displaystyle {\frac {1}{\eta }}={\frac {1}{2\eta _{\text{a}}}}\left(2+{\frac {\mathrm {d} \ln {{\dot {\gamma }}_{\text{a}}}}{\mathrm {d} \ln {\sigma }}}\right).}$

Расчетная истинная вязкость совпадает со значениями конуса и пластины при той же скорости сдвига.

Модифицированная версия вискозиметра / реометра с прямоугольной щелью также может использоваться для определения видимого вязкость при растяжении.

Вискозиметр Кребса

Вискозиметр Кребса использует цифровой график и небольшой шпиндель с боковым плечом для измерения вязкости жидкости. В основном он используется в лакокрасочной промышленности.

Разные типы вискозиметров

В вискозиметрах других типов используются шарики или другие предметы. Вискозиметры, которые могут характеризовать неньютоновские жидкости обычно называются реометры или же пластометры.

В вискозиметре I.C.I «Оскар» герметичный баллон с жидкостью колебался крутильно, и с помощью умных методов измерения можно было измерить как вязкость, так и эластичность образца.

В Воронка Марша вискозиметр измеряет вязкость по времени (время истечения) требуется известный объем жидкости, чтобы вытекать из основания конуса по короткой трубке. Это в принципе похоже на проточные чашки (чашки для оттока) как Форд, Зан и Ракушка чашки, которые имеют различную форму конуса и разные размеры насадок. Измерения могут быть выполнены согласно ISO 2431, ASTM D1200 - 10 или DIN 53411.

В реометр с гибким лезвием повышает точность измерений для жидкостей с более низкой вязкостью за счет тонких изменений поля потока из-за гибкости движущейся или неподвижной лопасти (иногда называемой крылом или консолью с односторонним зажимом).

Смотрите также

• Измерение расхода
• Уравнение Пуазейля
• Вискотерм

Рекомендации

1. Barnes, H.A .; Hutton, J. F .; Уолтерс, К. (1989). Введение в реологию (5. оттиск. Ред.). Амстердам: Эльзевир. п. 12. ISBN  978-0-444-87140-4.
2. tec-science (04.04.2020). «Экспериментальное определение вязкости (вискозиметр)». наука. Получено 2020-06-25.
3. В. П. Мейсон, М. Хилл: Измерение вязкости и сдвиговой упругости жидкостей с помощью крутильно колеблющегося кристалла; Сделки ASME. В кн .: Журнал смазочных технологий. Band 69, 1947, S. 359–370.
4. Бертольд Боде: Entwicklung eines Quarzviskosimeters für Messungen bei hohen Drücken. Диссертация дер Т. У. Клаусталь, 1984.
5. «Архивная копия». Архивировано из оригинал на 2015-07-02. Получено 2015-07-02.<| accessdate = 2015-07-02 |
6. Йоханнсманн, Дитхельм (2008). «Вязкоупругие, механические и диэлектрические измерения сложных образцов с помощью микровесов из кристалла кварца». Физическая химия Химическая физика. 10 (31): 4516–34. Bibcode:2008PCCP ... 10.4516J. Дои:10.1039 / b803960g. ISSN  1463-9076. PMID  18665301.
7. Бай, Цинсонг; Ху, Цзяньго; Хуанг, Сяньхэ; Хуан, Хунъюань (2016). «Использование QCM для полевых измерений вязкости жидкостей в новом методе на основе чувствительности к массе». Международный симпозиум IEEE по контролю частоты (IFCS) 2016 г.. Новый Орлеан, Лос-Анджелес, США: IEEE: 1–3. Дои:10.1109 / FCS.2016.7546819. ISBN  9781509020911.
8. Эш, Дин К .; Джойс, Малкольм Дж .; Барнс, Крис; Бут, К. Ян; Джеффрис, Адриан С. (2003). «Измерение вязкости промышленных масел с помощью микровесов с капельным кристаллом кварца». Измерительная наука и технология. 14 (11): 1955–1962. Bibcode:2003MeScT..14.1955A. Дои:10.1088/0957-0233/14/11/013. ISSN  0957-0233.
9. Бейтц В. и Кюттнер К.-Х., английское издание Дэвиса Б. Дж., Перевод Шилдс М. Дж. (1994). Дуббельский справочник по машиностроению. Лондон: Springer-Verlag Ltd., стр. F89.
10. Руководство ASTM по краскам и покрытиям 0-8031-2060-5.

• Британский институт стандартов BS ISO / TR 3666: 1998 Вязкость воды
• Британский институт стандартов BS 188: 1977 Методы определения вязкости жидкостей

внешняя ссылка

• RHEOTEST Medingen GmbH - История и коллекция реологических инструментов времен Фрица Хепплера
• ASTM International (ASTM D7042)
• Таблицы преобразования вязкости
• [1] - Alpha Technologies (ранее Monsanto Instruments and Equipment) - Акрон, Огайо, США
• Вископедия | Бесплатная база знаний по вязкости