SU37382A1 - Прибор дл определени в зкости жидкостей (вискозиметр) - Google Patents

Description

Наиболее распространенным мето Й-:ДО1Ч определени  в зкости жидкостей  вл етс  метод, основанный на законе Щ истечени  в зкой жидкости из капилл р:fe i; .v,i--. ных трубок (способ Пуазейл ). 1о;:Пуазейлю объем v вытекающей Г|--:)К:ид(ости из капилл ра длиною / и радиЩ; усом Г-при давлении / за врем  1 дитс  по формуле v- ъ f.:--- . I SC :-:и -/; .где 7) -- в зкость вытекающей жидкости. ЦЙ.ГЕСЛИ все величины, вход щие в форму§Нлу (1), выражать в единицах систем biQQS, должна быть выражена в зкость |Шв;паузах. ,- |,; Г1ррс:тейший вискозиметр представл ет -р; собою сосуд, . в дно которого вделана ||; ;йпилл рна  трубка дл  истечени  жидЙ; кости. Открыва  отверстие трубки, за; Йставл ют вытекать испытуемую жидкость. По мере истечени , горизонт ее в сосуде понижаетс ; подлива  жидкость при помощи пипетки или иным способом, поддер кивают горизонт неизменным, чтобы сохр|анит6 посто нное давление Pi, и f|;J отмечают врем  истечени  t опреде- ленного объема жидкости v. Проделы-:;« . . -.- -и-- ,. ,.-,:; ffii- e« ,; -5 Ш:й;йч- : .ч..-.. t нахосуде неизменным, и записывают врем  ty истечени  такого же объема ее г. Пользу сь формулой (1) дп  истечени  как испытуемой жидкости, так и воды,: . :i$ наход т искомую в зкость TJ. .i 1«.}4 где rji - в зкость воды при температуре опыта, котора  находитс  из таблиц. Если вода наливаетс  в сосуд до того же уровн , что и испытуема  жидкость, то|отношеиие давлений - в формуле (2) можно заменить отношением их удель-: -8 -- весов -jT и формула (2) принимает -. : v; - ; вид:: г . -(3) где 8i - удельный вес испытуемой жидкости , а §2-удельный вес воды при температуре ее истечени . Вычисление т),. из формулы (3) св зано с известной потерей времени, само же производство опыта также несколько затруднительно, так как необходимо бывает одновременно следить за наполнением мерной колбы, куда вытекает жидкость, за секундомером и непрерывношш

поддерживать неизменным горизонт вытекающей жидкости в сосуде истечени .

В технике чаще пользуютс  вискозиметрами Энглера (СССР, Германи  и Скандинавские страны), Редвуда (Великобритани ) и Сейболта (СШЯ). При помощи этих приборов определ етс  врем  истечени  из них определенного объема испытуемой жидкости. Врем  истечени , выраженное в секундах, дает соответствующее число секунд Энглера, Сейболта или Редвуда, характеризующее в зкость жидкости. Однако, следует иметь в виду, что все подобные условные единицы в зкости в действительности неостаточно точно характеризуют в зкость спытуемых жидкостей, так как истечение з этих приборов происходит при переменном давлении (горизонт жидкости в сосуде истечени  не поддерживаетс  посто нным). Кроме того, совершенно не вводитс  в расчет удельный вес жидкости, фигурирующий в формуле (3). Легко виеть , что две ж щкости, имеющие .разичные удельные веса, но, одинаковую  зкость, будут истекать из вискозиметра течение различного времени и будут арактеризоватьс  различным числом Секунд в зкости. Наконец, объем вытекающей жидкости измер емс  в вискозиметрах при помощи мерной Аолбь, при-; чем во врем  истечени  жидкость обычно спевает охладитьс  до комнатной температуры , и объем ee,v в мерной колбе не равен объему вытекшей жидкости213 сосуда истечени  ;: она часто бывает при иной темпер а- рё (чаще всего при 50° или более высокой). Так, масло, занйма  при 20° в мерной нолбе 200 слс, занимало в со(де при 50° объём пор дка 206 ел, при 100°-214 а при 200°-234 ел . Однако, несмотр  на указанные выще недостатки вискозиметров и некоторые другие недочеты в их работе, они пользуютс  повсеместным распространением, таккак определение в зкости пр.и их помощи производитс  быстро (не требуетс  тратить времени на поддержание посто нного горизонта жидкости и отпадает вычислительна  работа и пр.).

Автор предлагает пользоватьс  вискозиметром его системы, который позвол ет всю работу по определению в зкости производить автоматически.

Нл чертеч;е фиг. 1 изображает общий вид прибора; фиг. 2-внешний вид поплавка с рамой и мерной колбой; фиг. 3 - вид циферблата дл  отсчета результата определени ; фиг. 4-вид зубчатого колеса с собачкой; фиг. 5 - видоизменение приспособлени  дл  поддержани  уровн  жидкости в сосуде истечени .

Дл  определени  наливают испытуемую жидкость в сосуд доопределенного уровн  и включают ток. Дальнейша  работа полностью производитс  самим прибором, который не требует никакого наблюдени  за собою или даже присутстви  в комнате, где он находитс . Сам прибор автоматически поддерживает посто нным горизонт жидкости в сосуде истечени .

В момент наполнени  мерной колбочки дальнейшее истечение жидкости прекращаетс , и раздаетс  звонок, извещающий об окончании опыта. Необходимб- только отсчитать показани  стрелки прибора, котора  на циферблате показывает в зкость жидкости непосредственнО;--:в центипуазах, и выключить

Сток.-;,.,-/:- - .:л,-1 . . -. ,ч; .; Таким образом, применение прибора позвол ет механизировать весь процесс

по ;определ(гнию в зкости и требует минимальной . затраты времени. Кроме

тргб;/результат получаетс  с дс гтаточной точнЬстъю выраженным непосредственно в/центйпуазах, а не в условных единицах в зкости что также чрезвычай чо важно.

Щ-Бодьщую потерю времени обычно

гвйзЫвает в вискозиметрах Энглера, примён е ,)с в СССР, нагревание испытуе .;мой 1 жиJa;кocти до требуемой температуры ,)ри. которой производитс  . определение её в зкости. Предлагаемый автором прибор снабжаетс  автоматическим терморегул тором, таким образом и этот процесс не потребует какой-либо дополнительной потери времени.

Учитыва  то громадное значение, которое имеет определение в зкости при вы снении вопроса о пригодности смазочных масел и жидкого топлива, а при оценке нефтепродуктов, автор полагает, что его прибор может представить некоторый интерес.

Действие прибора основано на применении вышеприведенной формулы (3).

КЛ : :r; ;SSii .;:,

/Ь Величины ,2 и Оз  вл ютс  посто нными . Действительно, в зкость воды TI и удельный вес ее о, данной температуре наход тс  из таблиц. Врем  истечени  ее определенного объема v при некотором посто нном давлении дл  данного прибора (при температуре, дл  которой беретс  из таблиц ее в зкость и удельный вес), также  вл етс  вполне определенной величиной. Таким образом, формула (3) принимает вид: ТГ/а; Oj 1 где k- (посто нна  дл  данного прибора величина, которую мы будем в дальнейшем называть посто нной вискозиметра). Если в момент начала истечени  испытуемой жидкости включить электрический ток, привод щий в действие электрические часы, то стрелка этих часов, передвига сь по циферблату, будет отмечать продолжительность истечени . Если же в момент наполнени  определенного объема V (конечно такого же, как и объем воды, вытекшей за врем  2) выключить ток, то стрелка остановитс  и укажет врем  истечени  этой жидкости т. е. ti.- : Чтобы определить в зкость TJ по формуле (4), достаточно будет врем  ti умножить на удельный вес жидкости Si и на посто нную вискозиметра к, Однако, работу можно значительно упростить, если нанести на циферблате электрических часов готовые произведени  тогда показание стрелки даст пр мо в зкость испытуемой жидкости, выраженную в пуазах (или центипуазах). Так как прибором придетс  пользоватьс  дл  определени  в зкостей жидкостей с различными удельными весами, то циферблат часов должен иметь не одну, а р д шкал в виде концентрических окружностей с делени ми на центипуазы дл  жидкостей с различными удельными весами. На чертеже фиг. 3 изображает вид такого циферблата.

. Электрические часы можно снабдить второю маленькой стрелкой, отсчитыва лющей число полных оборотов большой стрелки. При испытании обычных сма--- зочных масел с в зкостью, примерно, менее Ю Энглера отсчет производите :i только по показанию большой стрелки дл  очень же в зких жидкостей, напрк- -; мер, глицерина, касторового масла и т, д.:. :. истечение которых при низких темпера-;: 4 турах происходит крайце медленно, .OTrg,is счет производитс  по показани м обеих . стрелок.. ; :;: Л-;- -.: - :ovS;S Прибор состоит (фиг. -1 чертежа);; :из термостата /, установленного.на-четы-; Г- рех ножках. В этот термостат малйваетс  вода, котора  нагреваетс : До;тре буйМ|рй: температуры. Если необходимо npJFiyMrtTfcfc; температуру выше 1(Х) термостате можно заменить воду маслом ;ИЛН.;;1И1ЯО какой-либо жидкостью с достаточнд.дайЩ сокой точкой кипени . Описание элекгра | 0 нагревател  с термо|эегул тором- дай   г jriu/A.-- -.- -f - iittil- i.i . - -.- :,.: .. ---. ,, ,« В термостате / помещает : ;,;.рез,Щ вуар 2 (сосуд истечени ),-:1в ;Шбтс ;ыЩйналиваетс  испытуема : жйдкост 1;Н |р стенках резервуара имеютс . крюЧ ;Й1Щ|| дл  установки уровн  жидкости.Вднюк ;. ней части резервуара имеетс  капипл  - й :;; на  трубка истечени  4, отверсг иегкото||; рой закрываетс  штифтом 5;:- sV;. В резервуар погружен палый n 6njria;|i|fe ; вок б (например, из алюмини ) ;ссдилинй | дрическим отверстием вдоль оси, .; которое проходит штифт S-.. К поплавку б жестко прИ1 реп|ен :-. рама 7,8, 8,7, на нижней части котор Щ -. устанавливаетс  мерна  колба -Л- .г7 стие этой колбы приходитс  против кднйа ; трубки истечени  4. Внешний вид поплавка с рамой мерной колбой показан на фиг. 2 чер- , тежа. Как видно, рама состоит из дрех. стоек 7, 7, 7, соединенных внизу част  . ми 8, 8, 8. Шариками W, JO, /О, передвигаемыми по стерженькам 7/, /7, 77 с винтовой нарезкой, пользуютс  дл устранени  перекашивани  прибора.-: ; Рама снабжена штифтом 72, приход - J, щимс  над чашкой 75с ртутью. Штифт 5 ,шарнирно соединен с плечом 7 рычага J4, 75, закрепленного в точке 76 на бор. % тике сосуда 7. Плечо 75 рычага i снабжено  корем 77. Плечо J4 огг гй-t-- .--. f--- - - , r.

Возможно питампе цепей первой и второй от аккумул тора питанием тем же током от сети, которым пользуютс  дл  третьей и четвертой цепи. Кроме того рекомендуетс  в термостате / (или сосуде истечени ) поместить мешалку в виде небольшого винта с лопаст ми дл  перемешивани  жидкости при нагревании. Дл  вращени  мешалки следует поместить небольшой электродвигатель , питаемый током от третьей цепи. Электродвигатель будет работать с перерывами , и врем  от времени жидкость в термостате будет перемешиватьс .

Предмет изобретени .

1. Прибор дл  определени  в зкости жидкостей по скорости их истечени , состо щий из сосуда истечени , снабженного на дне прикрываемой штифтом трубкой дл  истечени , отличающийс 

применением расположенного в сосуде истечени  тела 6, предназначенного дл  поддержани  испытуемой жидкости на одном и том же уровне во врем  истечени , каковое тело 6 св зано при помощи т г 7-8 с колбой 9, принимающей истекающую жидкость.. л

2.Применение при означенном в п. Л вискозиметре электрических часов с несколькими концентрически расположенными шкалами на циферблате дл  определени  в зкости жидкостей с различными удельными весами, каковые чась соединены проводниками электрического тока, св занными, в свою очередь, посредством штифта /2, т г 7-8 и чашки /.3 со ртутью с телом 6.

3.Применение при означенном в па;; 1 и 2 вискозиметре электрических нагре нательных элементов, снабженных термо: регул тором 25-26 и расположенных в сосуд:е /, окружающем сосуд исгече;« ни  2.. ,: