33. Средства измерение вязкости. Капилярный вискозиметр, в-р с падающим телом. Ротационный в-р.

В язкость - внутреннее трение или св-во текучих тел оказывать сопротивление перемещению слоёв относительно друг друга. Закон вязкого течения описывается функцией Ньютона: F=η*S*dV/dn. F- тангенциальная составляющая или касательная сила, вызывающая сдвиг слоя. Эта сила определяется: площадью слоя, градиентом скорости по нормали η- коэф-нт, связывающий S и dV/Dn- динамическая вязкость. 1/η=φ- текучесть. Кинематическая вязкость μ=η/ρ. Единица измерения вязкости в с-ме СИ яв-ся Па*с. СИ динамической и кинематической вязкости наз вискозиметры.

Капилярный вискозиметр истечения. Основан на истечении ж-сти через капилляр. Эта закономерность описывается законом Пуазейля: Q=π*(d²/128*η*l)*(P₁-P₂); Q- объёмный расход; d, l- параметры капилляра; P₁,P₂- давление до и после капилляра. Если обеспечить подачу ж-сти с постоянным Q, то можно написать уравнение Пуазеля: P₁-P₂=k*η. Автоматический капиллярный вяз-р:

Исследуемая ж-сть с помощью насоса, обеспечивающий постоянный объёмный расход, переносится в змеевик для увеличения времени прохождения ж-сти по термостату с маслом и получения постоянной температуры. После этого ж-сть поступает в капилляр, образовавшийся перепад ΔР преобразуется в унифицированный сигнал ~ динамической вязкости. Диапазон измерения вязкости (2-1000)*10^-3Па*с.

Вискозиметры с падающим телом.

П ринцип действия основан на изменении скорости движения шарика под действием сил тяжести и трения в анализируемой ж-сти. Такое движение описывается з-ном Стокса: ,

где V- скорость равномерного падения шарика, R- радиус шарика.

В технике определяют скорость как время прохождения расстояния и реализуют такое устройство следующего вида:

Анализируемая ж-сть прокачивается по трубке сверху вниз из немагнитного материала. Поток ж-сти поднимается от нижней до верхней сетки. При выключении двигателя, поток останавливается и шар падает в анализируемую ж-сть. С помощью измерителя временных интервалов определяется время, за к-ое шар проходит расстояние l. Блок управления служит для вкл/выкл двигателя. Класс точности 2.

Ротационный в-р. Принцип действия основан на измерении величины крутящего момента на оси ротора погруженного в измеряемую среду. Известно что момент вращения тела пропорционально угловой скорости и динамической вязкости. В качестве измерителя используют диски, цилиндрические стаканы, шарообразные тела, системы дисков. Техническая реализация такого метода: при вращении тела двигателем, это тело вращения закручевает вокруг себя исследуемой среды, момент вращения через эту среду передается через силы трения.

34. Си влажности газов. Психометрический, конденсационный и поглотительный методы

Концентрация паров хар-ся абсолютной и относительной влажностью. Абсолютная - массовое или объёмное кол-во водяного пара в единице объёма [кг/м³]*H₂O. Относительная - отношение массы паров в единице объёма мах возможной при этой же температуре, выраженное в %. φ=А_абс/А_мах,%. Обычно относительную влажность определяют по парциальному давлению паров ж-сти в газе и по давлению насыщенных паров ж-сти в газе. φ=Р_пар/Р_нас, %.

П сихрометры. Метод основан на зависимости интенсивности испарения влаги от влажности газовой среды. Простейшим психрометрическим методом яв-ся метод 2^ух температур: сухого и влажного термометра. 1^ый измеряет температуру воздуха, влажность к-ого измеряется, а 2^ой увлажнён и с его пов-сти постоянно испаряется влага и его температура уменьшается.

Относительная влажность определяется след образом: φ=(Р_в-А*(t_c-t_в))/Р_с. Где Р_в – давление паров насыщ. среды при температуре влажного термометра.

Р_с – “-” сухого термометра

А – пост. коэффициент определяющий конструктивный прибор.

P – атмосферное давление.

Необходимо обеспечивать постоянную скорость обдува влажного термометра. При скорости обдува выше 2,5-3м/с используют принудительный обдув – такие влагомеры наз аспирационными. На этом принципе основано действие автоматического психрометра. В качестве ТЭП используются платиновые термометры сопротивления. Измеряемая сема представляет двойной мост с двумя общими плечами. Напряжение в диагонали такого моста ~ разности температур. Эта разность подаётся на усилитель.

П риборы конденсационного типа – Гигрометры. Принцип действия основан на изменении температуры, при к-ой происходит насыщение газа парами воды и конденсации его на охлажденной пов-сти. Устр-во гигрометра:

К металлич-му зеркалу припаян холодный конец термопары, к горячему спаю подано постоянное напряжение. При протекании тока холодный спай охлаждается; охлаждается и место контакта с зеркалом. При этом на зеркале появ-ся конденсат при температуре точки росы.

При появ-ии капелек световой поток, падающий на место контакта, рассеивается, ток через фотоэлемент уменьшается и усилитель уменьшает сигнал на управляемый источник питания.

Охлаждение зеркала прекращается и за счет потока тепла, вносимого при обдуве, далее процесс повторяется. Измеряемая температура: -80- +40^оС, давление 0,05-10МПа, абсол погреш измерения температуры ±0,5^оС.

Сорбционные гигрометры. В основу работы положены разл пункты, сопровождающие сорбцию твёрдым телом паров воды. Прибор обладает св-вами некоторых типов натуральных или искусственных нитей удлиняться при поглощении молекул воды. Их наз волосяными. Диапазон измерения влажности 40-90% волосяные; 10-40% - пружинные.

ИК-метод. Спектры поглощения воды имеют характерные линии в области 2,5мкм.

Примером такого спектра:

Если среда содержит молекулу воды, то в спектре имеется провал в области 2,5мкм. Интенсивность такого провала зависит от кол-ва молекул воды. По величине тока ИК-приёмника судят о кол-ве молекул воды.

35. СИ концентрации жидкостей. Закон Кольрауша. Измерительные ячейки.

Большинство жидкостей представляют собой р-ры солей и поэтому они являются электролитами. Проводимость зависит от подвижности ионов и анионов р-ров. В общем случае проводимость р-ров определяется: G=1*S/ρ*l [См]. Удельная проводимость определяется законом Кольрауша:

æ=αсz(U_к+U₀), α- степень электролитической диссоциации, с- эквивалентная конц., z- валентность ионов, Uк и U₀- подвижности катионов и анионов.

Проводимости р-ров определяют с помощью кондуктометрических электр.ячеек. В общем случае – это прокачиваемые камеры с установленной электродной системой. К электродам может прикладываться пост.либо переменное напряжение. В случае пост. – на границе раздела металл-электролит возникает двойной эл.слой – поляризация электрона. В образованном слое – это конденсатор из заряженного электрода и слоя ионов противоположного знака проходят электрохим. процессы, протекание кот. с течением времени останавливаются из-за поляризации электродов