8.2.3. Ротационные вискозиметры

Широкое распространение для измерения вязкости жидкостей получили ротационные приборы, основанные на измерении моментов сопротивления или крутящих моментов, передаваемых анализируемой жидкостью чувствительному элементу, которые являются функцией вязкости жидкости. Чаще других применяются приборы с коаксиальными цилиндрами, вращающимися телами и вращаю­щимися параллельными дисками, погружаемыми в анализируемую жидкость. При вращении тела в вязкой жидкости возникает про­тиводействующий момент, обусловленный вязкостным сопротивле­нием этой жидкости. Если вращение происходит с постоянной скоростыо, то этот момент равен крутящему и пропорционален динамической вязкости.

Вискозиметр с коаксиальными цилиндрами (рис. 8.4, а) представляет собой два цилиндра, между которыми помещается анализируемая жидкость. При вращении цилиндра 2 с постоянной скоростью от электродвигателя 1 жидкость приходит в стационарное вращательное движение и передает момент вращения внутреннему цилиндру 3. Для сохранения цилиндра 3 в покое к нему должен быть приложен противоположный по знаку и равный по величине момент силы, создаваемый, как показано схематично на рис. 8.4, а, грузом 4. Для ламинарного движения момент силы и вязкость анализируемой жидкости связаны прямой зависимостью.

Вискозиметр с вращающимся телом, погружаемым в анализи­руемую жидкость (рис. 8.4, б), выполняется в виде шарообраз­ного или цилиндрического ротора 1, приводимого во вращение от электродвигателя 2 с постоянной частотой вращения. Величина со­противления, оказываемого жидкостью вращению ротора, может быть измерена с помощью специального устройства 3 по углу за­кручивания упругой пружины или каким-либо другим способом, например по силе тока, потребляемого приводным электродвига­телем, измерением реактивного момента вращения статора и т. п.

Вискозиметр с вращающимися дисками (рис. 8.4, в) состоит из параллельных дисков 2 и 3, погружаемых в анализируемую жидкость. Диск 2 приводится в равномерное вращательное движе­ние от электродвигателя 1. Благодаря вязким свойствам анализи­руемой жидкости на диск 3 передается вращающий момент, про­порциональный вязкости жидкости, который уравновешивается с помощью связанной с отсчетным устройством цилиндрической та­рированной пружины 4 или каким-либо другим способом.

Рис.8.4. Структурные схемы основных типов ротационных вискозиметров

Вискозиметр с вращающейся лопастью (рис. 8.4, г) состоит из вращающейся от электродвигателя 2 лопасти 4, помещенной в анализируемую жидкость 1. Устройство 3 слу жит для измерения момента силы.

Постоянные коэффициенты ротационных вискозиметров опреде­ляются аналитически, а чаще экспериментальным путем по эталон­ным жидкостям.

В пищевой промышленности хорошо зарекомендовали себя при измерении вязкости томатной пасты, сгущенных молочных продуктов, сметаны и других продуктов ротационные вискозиметры, чувствительным элементом которых яв­ляется цилиндр, погружаемый в анализируемую жидкость и приводимый во вращение от электродвигателя. Изменение момента на валу электродвигателя при изменении вязкости анализируемой жидкости измеряется с помощью соответст­вующей измерительной схемы.

Выпускается несколько типов ротационных вискозиметров, применяемых для измерения вязкости пищевых продуктов: для контроля консистенции кефира и сметаны; для контроля вязкости вина и виноматериалов, пива и пивного сус­ла и др.