Поверка и калибровка средств физико-химических измерений. Поверка вискозиметра условной вязкости типа ВУ. Методические указания по выполнению лаборато

АКАДЕМИЯ СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ

ПОВЕРКА И КАЛИБРОВКА СРЕДСТВ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ

Поверка вискозиметра условной вязкости типа ВУ

Методические указания по выполнению лабораторной работы

Москва

2006

1

Поверка и калибровка средств физико-химических измерений. Методические указания по выполнению лабораторной работы «Поверка вискозиметра условной вязкости типа ВУ». — М.:

АСМС, 2006.

Методические указания предназначены для слушателей Академии, повышающих квалификацию на кафедре «Теплотехнические измерения» по специализации «Поверка и калибровка средств физико-химических измерений» при изучении дисциплины «Физико-химические и оптико-физические средства измерений состава и свойств веществ».

Лабораторная работа выполняется слушателями в процессе изучения методов поверки и калибровки средств измерений вязкости и предназначена для практического закрепления полученных знаний.

Лабораторная работа является частью учебного процесса

ипредусматривает учебные цели, поэтому данными методическими указаниями нельзя пользоваться как руководящим материалом при проведении официальных работ по поверке средств физико-химических измерений.

Методические указания разработаны доцентом Серовой Т.Б.

иутверждены на заседании кафедры «Теплотехнические измерения».

2

1. Общие положения

Лабораторная работа выполняется с целью закрепления знаний, полученных слушателями при изучении дисциплины «Физико-химические и оптико-физические средства измерений состава и свойств веществ» — раздел «Средства измерений вязкости». В процессе выполнения лабораторной работы слушатели должны:

–изучить устройство, принцип действия и основные метрологические и технические характеристики вискозиметра типа ВУ;

–провести поверку вискозиметра ВУ.

Вискозиметры ВУ предназначены для измерений условной вязкости нефтепродуктов и жидкостей, дающих непрерывную струю в течение всего испытания.

Условная вязкость в градусах ВУ (ºВУ) — отношение времени истечения из вискозиметра 200 см3 испытуемого нефтепродукта при температуре испытаний ко времени истечения 200 см3 дистиллированной воды при температуре 20 ºС.

Время истечения 200 см3 дистиллированной воды при температуре 20 ºС называют постоянной вискозиметра, или водным числом. Постоянная вискозиметра должна быть равной (51±1) с.

Вискозиметры условной вязкости типа ВУ изготавливают в соответствии с ГОСТ 1532–81. «Вискозиметры для определения условной вязкости. Технические условия».

Согласно ГОСТ 8.290–78. ГСИ. «Вискозиметры типа ВУ. Методы и средства поверки» при поверке должны проводиться следующие операции:

–внешний осмотр;

–определение постоянной вискозиметра.

В данной лабораторной работе слушатели выполняют все указанные операции.

2. Задание

2.1.Ознакомиться с устройством вискозиметра типа ВУ.

2.2.Провести поверку вискозиметра ВУ.

2.3.Составить отчет о выполненной работе.

3

3. Устройство и принцип работы вискозиметра

Принцип работы вискозиметра основан на определении времени истечения 200 см3 испытуемой жидкости при температуре измерения с последующим расчетом условной вязкости.

Рис. 1. Вискозиметр ВУ:

1 — стержень; 2 — термометр; 3 — крышка; 4 — крышка; 5 — измерительный резервуар; 6 — сточная трубка; 7 — ванна; 8 — измерительная колба; 9 — треножник

Вискозиметр представляет собой (рис. 1) цилиндрический измерительный резервуар (5), в центре самой нижней части которого закреплена сточная трубка (6) калиброванного размера. Сверху резервуар закрыт крышкой (3) с двумя отверстиями. Одно отверстие расположено точно по центру резервуара. В него устанавливают стержень (1), перекрывающий сточную трубку (6). Второе отверстие предназначено для установки термометра (2), измеряющего температуру испытуемой жидкости. В резервуаре на одинаковом расстоянии от дна закреплены три крючка. Они являются указателями предельного уровня заливаемой исследуемой жидкости. Вершины крючков должны одинаково выступать из жидкости.

Резервуар помещен внутри ванны (7), заполняемой водой или маслом. Необходимая температура создается нагревателем, установленным в нижней части ванны. Таким образом, ванна служит термостатом при измерении вязкости. Ванна закрыта крышкой (4), в которой имеются отверстия для установки мешалки и термометра.

4

Ванна вместе с измерительным резервуаром установлена на треножнике (9), имеющем винты для регулировки горизонтального положения прибора.

Объем исследуемой жидкости, вытекающей через сточную трубку (6) вискозиметра, измеряется измерительной колбой (8), устанавливаемой под этой трубкой.

Перед началом испытания вискозиметр тщательно моют, высушивают воздухом (вытирать измерительный резервуар нельзя, допускается снимать оставшиеся капли фильтровальной бумагой, все края которой тщательно обрезаны). Если условную вязкость определяют при температуре до 80 ºС, то ванну вискозиметра заполняют водой; если условную вязкость определяют при 50–100 ºС, ванну заполняют маслом или глицерином. Нагревают до температуры несколько выше заданной. Сточное отверстие вискозиметра плотно закрывают стержнем. В измерительный резервуар наливают исследуемую жидкость, предварительно подогретую также до температуры выше заданной. При этом необходимо следить за тем, чтобы не образовались пузырьки воздуха. Уровень жидкости должен быть выше вершин крючков или другого указателя уровня.

Измеряемую жидкость постоянно перемешивают термометром, вращая крышку измерительного резервуара вокруг стержня. Когда температура в измерительном резервуаре станет равной температуре измерения, выдерживают в течение 5 мин с отклонением, не превышающим ±0,5 °С.

Подняв немного стержень, сливают излишки исследуемой жидкости. Регулируют горизонтальность положения установочными винтами треножника. Под вискозиметр устанавливают чистую сухую измерительную колбу.

Исследуемую жидкость выдерживают при температуре измерения еще 5 мин, непрерывно перемешивая ее термометром. Быстро поднимают стержень, одновременно включая секундомер. Выключают секундомер, когда жидкость поднимется в измерительной колбе до метки, соответствующей 200 см3 (пена в расчет не идет).

Условная вязкость исследуемой жидкости при температуре t определяется по формуле:

ВУt t ,

H202O

5

где ВУt — условная вязкость исследуемой жидкости при темпе-

ратуре t;

t — время истечения из вискозиметра 200 см3 исследуемой жидкости при температуре измерения t, с;

20Н 2О — время истечения 200 см3 дистиллированной воды

при температуре 20 ºС, указывается в паспорте прибора как постоянная вискозиметра, или водное число.

4. Порядок выполнения лабораторной работы

4.1. Внешний осмотр

При проведении поверки температура окружающего воздуха должна быть (20±5) ºС, а температура воды в измерительном резервуаре вискозиметра — (20,00±0,25) ºС.

При внешнем осмотре проверяют комплектность прибора:

–наличие крышки, термометров, стержня;

–внутренняя поверхность измерительного резервуара и сточной трубки должна быть отполирована и не иметь пор, раковин и царапин;

–концы крючков должны быть заострены;

–коническая часть стержня не должна иметь повреждений.

4.2. Определение постоянной вискозиметра

Для определения постоянной вискозиметра (водного числа) верхнее отверстие сточной трубки закрывают стержнем, применяемым только для дистиллированной воды. В измерительный резервуар по стеклянной палочке наливают дистиллированную воду, имеющую температуру (20,0±0,5) ºС, так чтобы поверхность воды касалась одновременно вершин всех трех крючков. Для выполнения данного требования вращают установочные винты треножника, устанавливая, таким образом, вискозиметр в горизонтальное положение.

Ванну вискозиметра заполняют водой, температура которой (20,0±0,5) ºС. Измерительную колбу подставляют под сточную трубку. Поднимают стержень и выпускают воду из резервуара вискозиметра в измерительную колбу, не измеряя времени истечения.

6

Всю дистиллированную воду из измерительной колбы выливают обратно в резервуар вискозиметра, наблюдая за тем, чтобы не образовались пузырьки. Измерительную колбу устанавливают под сточную трубку.

Температуру воды в ванной и резервуаре доводят до (20,00±0,25) ºС, постоянно помешивая ее в ванной мешалкой, а в резервуаре термометром, вращая их вокруг стержня.

После выдержки при данной температуре в течение 5 мин коротким движением поднимают стержень, включая одновременно секундомер, и измеряют время истечения 200 см3 дистиллированной воды (во время истечения нельзя перемешивать воду в резервуаре). Секундомер останавливают, когда нижний край мениска воды достигнет кольцевой риски на колбе.

Проводят четыре измерения времени истечения дистиллированной воды и рассчитывают среднее арифметическое значение. Результаты отдельных измерений не должны отличаться более чем на 0,5 с.

Проводят вторую серию измерений, как указано выше, заливая в вискозиметр новую порцию дистиллированной воды.

За постоянную вискозиметра принимают среднее арифметическое значение результатов двух серий измерений. Расхождение между средними арифметическими значениями не должно превышать 0,5 с.

Значение постоянной вискозиметра должно лежать в диапазоне от 50,0 до 52,0 с.

5. Контрольные вопросы

5.1. Какие величины измеряет вискозиметр ВУ? 5.2. Что такое «условная вязкость»?

5.3. Что понимают под «водным числом» вискозиметра? 5.4. Опишите принцип работы на вискозиметре.

5.5. Опишите порядок поверки вискозиметра ВУ.

6. Оформление отчета

Отчет о выполненной лабораторной работе должен быть представлен в виде протокола.

7

ПРОТОКОЛ ПОВЕРКИ ВИСКОЗИМЕТРА ТИПА ВУ

Вискозиметр № _______________________________________

Предприятие-изготовитель _____________________________

Прибор принадлежит __________________________________

Внешний осмотр ______________________________________

Определение постоянной

Расхождение между результатами 1-й серии _______________ , с

2-й серии _______________ , с

Расхождение между сериями ____________________________ , с

Постоянная вискозиметра _______________________________ , с

Поверитель ______________________________________________

Дата __________________

8

Редактор-корректор С.С. Карташева Компьютерная верстка

Л.С. Самочатова

________________________________________________________

АСМС Москва, Волгоградский проспект, 90, корп. 1

Полиграфическая база АСМС

9