14.3 Материальное обеспечение

14.3.1 Оборудование, химическая посуда, материалы:

- весы лабораторные по ГОСТ 24104-88 3-го или 4-го класса точности с наибольшим пределом взвешивания 500 г;

- колба по ГОСТ 25336-82;

- цилиндр мерный по ГОСТ 1770-74;

- стекло часовое;

- термометр;

- термостат водяной или водяная баня с регулятором температуры;

- марля бытовая;

- рефрактометр лабораторный;

- часы механические с сигнальным устройством;

- вода дистиллированная;

14.3.2 Лабораторная установка для определения динамической вязкости студнеобразных материалов.

14.3.3 Нормативные документы: ГОСТ 11293-89 “Желатин. Технические условия”.

14.4 Порядок выполнения работы

14.4.1 Приготовление раствора желатина с массовой долей 10 %

Для приготовления образцов на кассету монтируются уплотнительные крышки, затем кассета заполняется раствором исследуемого вещества и выдерживается в соответствии с принятой технологией до образования студня.

Массу желатина, взвешенную с погрешностью 0,01 г, помещают в колбу, заливают расчетным количеством воды, перемешивают, накрывают и оставляют для набухания при комнатной температуре в течение 0,5-1,5 часа, а для желатина, выработанного кислотным способом, - 0,5-2 часа. Во время набухания желатин периодически перемешивают.

Колбу с набухшим желатином помещают в термостат, нагретый до (555) С, и при осторожном перемешивании желатин растворяют в течение 30-40 мин. Затем колбу вынимают из термостата, раствор фильтруют через 3-4 слоя марли и охлаждают до 41-43 С. Концентрацию раствора проверяют по рефрактометру и при необходимости разбавляют водой. При этом массу желатина для приготовления раствора берут на 2,5-3 % больше расчетной.

Заполнение кювет может быть также произведено пектиновым студнем, который должен заготовливаться непосредственно в кюветах в соответствии со стандартными методами.

При застудневании материала в кюветах происходит его выпучивание в вертикальном направлении. Выступающие мениски студня срезают. Перед измерением снимаются крышки кассеты с уплотняющими прокладками. Кассета монтируется на лабораторные штативы, и после проверки горизонтальности установки закрепляется. На соответствующую кювету устанавливают рамку с проволокой, и к рамке подвешивается грузовая платформа с минимальным грузом. Постепенно увеличивая нагрузку, добиваются начала движения. Таким образом, определяется приближенное значение предела текучести.

14.4.2 Определение прочности студня

Для определения динамической вязкости рамку режущего инструмента перемещают на следующую кювету, предварительно поместив на грузовую платформу груз, превышающей установленное усилие предела текучести не менее чем на 20 %. Рамка начинает движение, и в момент прохождения начальной риски начинается отсчет времени. В момент прохождения проволокой нижней риски отсчет времени завершается. После этого с рамки снимается грузовая платформа. Если нужно, рамка переставляется в следующую кювету, и процесс измерения повторяется.

После проведения необходимого числа измерений могут быть изменены нагрузка или диаметр проволоки, и измерения производятся в последующих кюветах при новых условиях.

После измерений все элементы приспособления подвергаются очистке путем промывки горячей водой с целью удаления остатков исследуемого материала. По результатам измерений могут быть определены не только значения динамической вязкости, но и уточнены значения напряжения смятия исследуемого материала.

14.4.3 Для определения значений V и b находим производные аппроксимирующей функции по V и b, и из них выражения для V и b:

,(25)

, (26)

где i=1 соответствует точке t=0.

Аналогичным образом для b:

, (27)

, (28)

Исходя из вышесказанного, преобразовав формулу (26) с учетом (28), получаем коэффициенты в уравнении линейной аппроксимации, которые определяются следующими выражениями:

, (29)

(30)

Полученные зависимости скоростей от приложенных усилий практически представляют собой линейные зависимости, что опять соответствует закону Стокса для ньютоновской жидкости. Поэтому они аппроксимировались линейными функциями вида V=F+ по методу “наименьших квадратов”. Графическое изображение этой функции — прямая линия пересекает ось усилий при F=F₀, соответствующем пределу текучести, который определяется по формуле, приведенной на странице 5.

14.4.4 Сделайте заключение о полученных результатах динамической вязкости студнеобразных материалов