
- •Общие сведения. Классификация методов и приборов для анализа состава и измерения параметров веществ
- •Кондуктометрический метод анализа
- •1. Основные понятия и физико-химические основы
- •2. Контактные кондуктометрические приборы
- •4. Бесконтактная высокочастотная кондуктометрия
- •3. Приборы для потенциометрических измерений
- •4. Температурная компенсация при измерении рН
- •1. Основные определения. Эквивалентные схемы замещения датчика
- •2. Методы и приборы для измерения диэлектрических характеристик веществ
- •1. Фотоэлектрические рефрактометры
- •2. Абсорбционно-оптический метод
- •3. Люминесцентный метод
- •4. Поляризационно-оптические методы
- •5. Фотоэлектрические нефелометры и турбидиметры
- •1. Физические основы метода
- •2. Газоанализаторы инфракрасного поглощения
- •3. Газоанализаторы ультрафиолетового поглощения
- •1. Дроссельные газоанализаторы
- •2. Струйные газоанализаторы
- •1. Кондуктометрические газоанализаторы
- •2. Кулонометрические газоанализаторы
- •3. Полярографические газоанализаторы
- •Методы определения микроконцентрации токсичных и взрывоопасных газов
- •1. Термохимические газоанализаторы
- •2. Пламенно-ионизационные газоанализаторы
- •3. Аэрозольно-ионизационные газоанализаторы
- •4. Фотоколориметрические газоанализаторы
- •Масс-спектрометрический метод анализа состава газов
- •1. Масс-спектрометр с разделением ионов в магнитном поле
- •2. Времяпролетный масс-спектрометр
- •Хроматографический метод анализа
- •1. Общие сведения. Физические основы метода
- •2. Газовый хроматограф и его основные элементы
- •1. Психрометрический метод
- •2. Метод точки росы
- •3. Сорбционные методы
- •1. Поплавковые плотномеры
- •2. Весовые плотномеры
- •3. Гидростатические плотномеры
- •4. Вибрационные плотномеры
- •5. Радиоизотопные плотномеры
- •1. Вискозиметры истечения (капиллярные вискозиметры)
- •2. Вискозиметры с падающим шариком
- •3. Ротационные вискозиметры
- •4. Вибрационные вискозиметры
1. Вискозиметры истечения (капиллярные вискозиметры)
Для ламинарного течения ньютоновской жидкости через капиллярную трубку справедливо уравнение Пуазейля
где k
—
постоянный коэффициент, зависящий от
единиц измерения входящих в уравнение
величин;
—
динамическая вязкость; r
—
радиус капилляра; G
—
массовый расход жидкости через капилляр;
l
— длина капилляра; Δр
—
перепад давления на капилляре.
При
постоянных значениях G,
k,
r
и
l
вязкость
.
На
рис. 1 приведена принципиальная схема
автоматического капиллярного вискозиметра,
основанного на принципе истечения.
Контролируемая жидкость с постоянным
расходом прокачивается дозирующим
насосом 1
через
капиллярную трубку 2.
Перепад
давления на трубке измеряют дифманометром
3,
шкала
которого проградуирована в единицах
вязкости. Диаметр d
и
длину l
капиллярной
трубки выбирают в зависимости от пределов
измерения. Вискозиметр установлен в
термостате 4.
Обычно
прибор снабжают комплектом капилляров
с различными d
и
l.
Большую часть капиллярных вискозиметров используют в качестве лабораторных приборов. Их погрешность (порядка +2 %) определяется в основном точностью поддержания температуры и расхода контролируемой среды. Пределы измерения от 0,001 до 10 Па с.
Рис. 1. Принципиальная
схема автоматического капиллярного
вискозиметра непрерывного действия
Рис.
2. Принципиальная схема автоматического
вискозиметра дискретного действия с
падающим шариком
2. Вискозиметры с падающим шариком
Измерение вязкости методом падающего шарика основано на законе Стокса, связывающем скорость падения шарика в жидкости с ее вязкостью:
где k
—
постоянный коэффициент, зависящий от
единицы измерения;
и
— плотность материала тела и жидкости;
r
—
радиус шарика; g
—
ускорение свободного падения; v
—
скорость равномерного движения шарика.
Закон Стокса применим при ламинарном течении жидкости относительно шарика. Вискозиметр с падающим шариком весьма чувствителен к загрязнениям жидкости и наличию пузырьков газа в ней, поэтому его можно применять для измерения вязкости только однородных жидкостей.
На
рис. 2 приведена принципиальная схема
автоматического вискозиметра дискретного
действия. Релейный блок 10
периодически
включает насос 8.
При
работе насоса в мерную трубу 6,
выполненную
из немагнитного материала, поступает
свежая проба жидкости из резервуара 1.
Одновременно
шарик 5
поднимается
от нижней ограничительной сетки 4
до
верхней сетки 7. При выключенном насосе
8
шарик
падает в испытуемой жидкости. Две катушки
2
и
3,
включенные
по дифференциально-трансформатной
схеме, электронный усилитель 11
и вторичный прибор 9
измеряют
время падения шарика между двумя
фиксированными положениями. Это время
пропорционально вязкости жидкости:
,
где
k
—
константа прибора;
— время, за которое шарик проходит
расстояниеl.
Пределы измерения вискозиметра можно менять в широком диапазоне, изменяя расстояние l между катушками и диаметр шарика. Вискозиметр позволяет производить измерения не только в емкостях, но и трубопроводах с применением байпаса. Вискозиметр предназначен для измерения вязкости жидкостей до 100 Па с.