SU734537A1 - Method of measuring viscosity of liquid and melts - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к способам контрол  физико-химических свойств различных жидких сред.This invention relates to methods for controlling the physicochemical properties of various liquid media.

В промышленности в зкость жидкостей и расплавов измер етс  вибрационными вискозиметрами, которые при наличии температурной компенсации могут работать в среде весьма высокой температуры 1. Однако точность и надежность измерени  резко снижаютс  при температурах выше .In industry, the viscosity of liquids and melts is measured by vibration viscometers, which, if temperature compensated, can operate in a very high temperature environment 1. However, the accuracy and reliability of the measurement decrease sharply at higher temperatures.

Известен способ измерени  в зкости жидкости при возвратно-поступательном движении ее в капилл ретрубке , обусловленном приложением импульсов давлени  к контролируемой жидкости, путем измерени  средней скорости изменени  давлени  в газовой передающей среде 2. Этот способ имеет ограниченную сферу при- менени  вследствие необходимости .pi бора жидкости дл  измерени , сложности выполнени  операций, снижени  точности за счет вли ни  на скорость изменени  давлени , кроме в зкости, шероховатости поверхности капилл ра, различных загр знений в капилл ре.There is a known method for measuring the viscosity of a fluid during its reciprocating motion in a capillary tube caused by the application of pressure pulses to a controlled fluid by measuring the average rate of change of pressure in a gas transmission medium 2. This method has a limited scope due to the need for .pi of boron fluid for measurement, complexity of operations, decrease in accuracy due to the influence on the rate of change of pressure, in addition to viscosity, capillary surface roughness, various contaminants in the capillary.

Цель изобретени  - повышение точ ности и надежности измерени  при непрерывном контроле в зкости..The purpose of the invention is to improve the accuracy and reliability of measurement with continuous viscosity control.

Эта цель достигаетс  тем, что капилл р заполн ют газом до образовани  пузыр  на конце капилл ра, измен ют давление газа путем вертикального возвратно-поступательного перемещени  капилл ра между двум  .уровн ми жидкости, не наруша  при этом стабильности сегмента сферы пузыр , измер ют в некоторой Точке разность между давлением, которое имеет газ при движении капилл ра, и давлением, которое имеет газ при неподвижном капилл ре.This goal is achieved by filling the capillary with gas before forming a bubble at the end of the capillary, changing the pressure of the gas by vertical reciprocating movement of the capillary between two liquid levels, while not violating the stability of the bubble sphere segment, is measured in at some Point, the difference between the pressure that the gas has when the capillary is moving and the pressure that the gas has when the capillary is stationary.

Благодар  использованию вместо капилл ра с жидкостью капилл ра с пузырьком газа на конце снижаетс  погрешность измерени  (нет контакта исследуемой среды -с внутренней поверхностью капилл ра) и расшир етс  область применени ,, включа  объекты с высокотемпературной средой, сус (Тензи ми и др.By using instead of a capillary with a liquid a capillary with a gas bubble at the end, the measurement error decreases (there is no contact of the test medium — with the inner surface of the capillary) and expands the scope of application, including objects with high-temperature medium, suspension (Tenzi, etc.

На чертеже показана схема реализации . .The drawing shows the implementation scheme. .

Claims (1)

Дл  измерени  в зкости жидкости и расплавов предложенным способом формируют пузырьки газа на затопленных концах пьезометрических трубок 1,2 и сообщают возвратно-поступатель ное движение трубке 1 между двум  фиксированными точками с помощью эле тромеханической системы 3, например электропривода с эксцентри сом; измер ют разность между гидростатическим давлением во врем  движени  трубки и давлением газа в ней в момент оста нова с помощью дифманометра 4 с изме рителем.5, в цепь регистрации показа ний которого включены контакты герко на 6 электромеханической системы. Дл  формировани  пузырьков газа на торцах пьезометрических трубок 1 и 2, расположенных в точках А и Б, трубки подключают к источнику газа и при достижении в них максимальных давлений 1 и Ргг-Рсг Рг1 Рс1 -дгде Pc-i гидростатические давлени  в точках А, и Б поверхностное нат жение; радиус пузырька газа равный радиусу трубки вентили закрывают и включают электропривод системы 3 на подъем трубки 1 (контакты геркона 6 в цепи регистрации измерител  5 разомкнуты ) При перемещении трубки 1 из точки Б в точку А давление расплава на га в трубке уменьшаетс  от PCI до Рс. и под действием давлени  газа в тру ке Рг1 7 Рс2 пузырек газа увеличива етс  в размерах на дк. В результат объем, занимаемый газом, увеличиваетс  на AV , и давление в трубке Рг Рг21-ду Ргг падает от Pr-i Скорость роста пузырька газа, а еле довательно, величина давлени  в тру ке в момент ее останова в точке Б (при неизменной скорости перемещени трубки) будет пропорциональна в зкости исследуемой среды Рг - Ргч K Разность давлений в трубках 1 и 2 измер етс  дифманометром 4, а в момент останова трубки 1 по сигналу от контактов геркона 6 регистрирует на измерителе 5, отградуированном в единицах в з.кости. Вли ние изменени  уровн , плотности жидкости на измерение в зкост устран етс  благодар  введению дополнительной трубки 2 и разностному методу измерени . Компенсаци  вли ни  измерени  уровн  и плотности на давление в по вижной трубке может быть осуществле также за счет периодического остано ва ее в фиксированных точках на заанный отрезок времени и сравнени  давлений газа в трубке в момент останова РП PC (динамический режим) и через отрезок времени pf-j - Рс (статический режим). Измеренна  разность давлений РП 2 точках останова пропорциональна в зкости исследуемой среды. Погрешность измерени  определ етс  погрешностью измерителей давлени . Класс точности промышленных дифманометров 1,0. Диапазон измерени  давлени  определ етс  плотностью контролируемой жидкости или расплава и выбранной амплитудой перемещени  трубки. Предложенный способ измерени  в зкости осуществл етс  с помощью простейшей аппаратуры и может быть внедрен на различных промышленных объектах , в том числе объектах с высокотемпературными , химически активными расплавами. Измерени  провод тс  в различных точках по глубине, при этом в отличие от известных способов на результат измерени  не вли ют колебани  уровн , плотность исследуемой среды, качество поверхности капилл ра . Тарировочные опыты на известном веществе позвол ют установить зависимость коэффициента К от параметров опыта: скорости, движени  капилл ра, диаметра капилл ра, формы пузыр  и т.д. Теоретические оценки коэффициента К могут быть сделаны по известным формулам, описывающим динамику роста пузыр  в жидкости. Эти оценки весьма приближенны. Формула изобретени  Способ измерени  в зкости жидкостей и расплавов, при котором заполн ют газом капилл р, опущенный в исследуемую жидкость, периодически измен ют и измер ют давление в газе, по .которому определ ют в -зкость, отличающийс  тем, что, с целью повышени  точности и надежности измерений при длительном контроле в зкости,заполн ют газом капилл р до образовани  пузыр  на конце капилл ра, измен ют давление газа путем вертикального возвратнопоступательного перемещени  капилл ра между двум  уровн ми в жидкости, не наруша  при этом стабильности сегмента сферы пузыр , измер ют в некоторой точке разность между давлением, которое имеет газ при движении капилл ра , и давлением, которое имеет газ при неподвижном капилл ре. Источники информации, прин тые во внимание при экспертизе 1, Соловьев А,Н,, Каплун А.Б. Вибрационный метод измерени  в зкости жидкостей. М., Наука, 1970. 2, Авторское свидетельство СССР № 326486, G 01 N 11/00, 1968 (прототип ) .To measure the viscosity of the liquid and melts by the proposed method, gas bubbles are formed at the submerged ends of piezometric tubes 1,2 and the reciprocating movement of tube 1 between two fixed points is reported using an electromechanical system 3, for example, an electric drive with an eccentric; The difference between the hydrostatic pressure during the tube movement and the gas pressure in it at the time of the stop is measured with the help of a differential pressure gauge 4 with a meter.5, the hermetic contacts of 6 electromechanical systems are included in the readout circuit. To form gas bubbles at the ends of piezometric tubes 1 and 2, located at points A and B, the tubes are connected to the gas source and when they reach maximum pressures 1 and Ргг-Рсг Рг1 Рс1 - where Pc-i are hydrostatic pressures at points A, and B surface tension; gas bubble radius equal to the tube radius valves are closed and the system 3 is actuated to lift tube 1 (contacts of the reed switch 6 in the registration circuit of meter 5 are open) As tube 1 moves from point B to point A, the melt pressure on hectare in the tube decreases from PCI to PC. and under the action of gas pressure in tube Pr1 7 Pc2, the gas bubble increases in size by dc. As a result, the volume occupied by the gas increases by AV, and the pressure in tube Pr Pr21-do Prg decreases from Pr-i The growth rate of the gas bubble, and, of course, the pressure in the tube at the time it stops at point B (at a constant speed tube displacement) will be proportional to the viscosity of the medium under study Pr - Pgch K The pressure difference in tubes 1 and 2 is measured by a differential pressure gauge 4, and at the moment tube 1 stops according to the signal from the reed switch 6 it is recorded on a meter 5, calibrated in units of h. The effect of a change in the level, density of a fluid on a viscosity measurement is eliminated by the introduction of an additional tube 2 and a differential measurement method. Compensation of the effect of measuring the level and density on the pressure in the viscous tube can also be carried out by periodically stopping it at fixed points for a prescribed period of time and comparing the gas pressures in the tube at the instant of stopping the PC PC (dynamic mode) and over a period of time pf -j - Pc (static mode). The measured pressure difference of the RP 2 at the stop points is proportional to the viscosity of the medium under investigation. The measurement error is determined by the pressure measurement error. Accuracy class industrial differential pressure gauge 1.0. The pressure measurement range is determined by the density of the monitored fluid or melt and the chosen amplitude of the tube movement. The proposed method for measuring viscosity is carried out with the help of the simplest apparatus and can be implemented at various industrial facilities, including those with high-temperature, chemically active melts. Measurements are carried out at various points in depth, while, in contrast to known methods, the measurement result is not affected by level fluctuations, the density of the medium being studied, or the quality of the surface of the capillary. Calibration experiments on a known substance make it possible to determine the dependence of the coefficient K on the parameters of the experiment: speed, capillary motion, capillary diameter, bubble shape, etc. Theoretical estimates of the K coefficient can be made using known formulas describing the dynamics of bubble growth in a liquid. These estimates are very approximate. Claims The method of measuring the viscosity of liquids and melts in which gas is filled with a capillary immersed in the test liquid is periodically changed and the pressure in the gas measured, which is determined in terms of the brightness, which is accuracy and reliability of measurements with long-term viscosity control, fill the capillary gas until a bubble forms at the end of the capillary, change the gas pressure by moving the capillary vertically back and forth between two levels in the liquid, without disturbing By this stability of the bubble sphere segment, the difference between the pressure that the gas has when the capillary moves and the pressure that the gas has when the capillary is stationary is measured at some point. Sources of information taken into account in the examination 1, Soloviev A, H, Kaplun AB Vibration method for measuring the viscosity of liquids. M., Science, 1970. 2, USSR Copyright Certificate No. 326486, G 01 N 11/00, 1968 (prototype). ВAT