курсовой проект / ВИСКОЗИМЕТРЫ, ОСНОВАННЫЕ НА ЗАКОНЕ ИСТЕЧЕНИЯ

Вискозиметры, основанные на законе истечения.

Действие приборов этого типа основано на законе истечения жидкости из капиллярных тру­бок (закон Пуазейля):

где Q - количество вытекающей из трубки жидкости;

d - диаметр трубки;

 - динамическая вязкость жидкости;

l- длина трубки;

g - ускорение силы тяжести;

k - постоянный коэффициент, зависящий от принятой размерности; Р - разность давлений между концами трубки. При постоянных значениях k, Q , d, g и уравнение (142) примет вид:

Истечение может происходить или из цилиндрической трубки малого сече­ния, или из пло­ской щели под действием силы тяжести, или внешнего давле­ния. Этим объясняется большое ко­личество типов вискозиметров истечения.

Подавляющее большинство капиллярных вискозиметров - лабораторные приборы.

На фиг. 206 показана принципиальная схема автоматического непрерывного капиллярного вискозиметра, описанного Стейнером. Вязкость определяется по перепаду давления на концах ка­пиллярной трубки 1, через которую про­качивается контролируемая жидкость. Перепад давлений замеряется чувст­вительным дифманометром 2, шкала которого проградуирована в единицах ди­намической вязкости. Диаметр и длина капиллярной трубки выбираются в зависимости от желае­мых пределов измерения вязкости. Строго постоянное количество жидкости подается шестеренча­тым насосом 3, который приво­дится во вращение синхронным двигателем 4 с редуктором 5.

Вискозиметр установлен в масляном термостате 6.

Принципиальная схема капиллярного автоматического вискозиметра, опи­санная Ташпула­товым, показана на фиг. 207.

Вискозиметр состоит из капиллярной трубки 1 и трубок 2 для отбора дав­лений.

Контролируемая жидкость насосом 3 засасывается из резервуара 4 и нагне­тается через ком­пенсатор 5, змеевиковый теплообменник 6 и трубку 1 обрат­но в резервуар. Вискозиметр помещен в термостат 7, снабженный нагрева­тельным устройством, терморегулятором и мешалкой 8.

Немецкая фирма «Аскания Верке» изготовляет автоматический капилляр­ный вискозиметр «Вискозимат» для измерения, записи и регулировании вяз­кости высоковязкого жидкого топлива (фиг.208).

Принцип действия вискозиметра основан на измерении перепада давления в капиллярной трубке, внутри которой поддерживается постоянный расход потока контролируемой жидкости. Капиллярная трубка 1 расположена в магистральной трубе 2 и омывается контролируемой жидко­стью как изнутри, так и снаружи. Это дает возможность получить одинаковую температуру, как основного, так и ответвленного потоков.

Постоянный расход жидкости в измерительной трубке поддерживается мембранно-пружин­ным регулятором 3. После регулятора жидкость может быть возвращена в систему. Регулятор рас­хода представляет собой сосуд, разделенный мембранной на две камеры. В нижней камере мем­брана под­держивается пружинной, а в верхней камере находится конусный клапан, ко­торый за­крывает или открывает выходное отверстие. В мембране имеется от­верстие, с помощью которого соединяются обе камеры. В равновесном со­стоянии разность давлений в камерах постоянна и оп­ределяется натяжением пружины.

Если равновесное состояние почему - либо нарушается, например, возрас­тает давление Р_П, то мембрана прогнется и конусный клапан прикроет вы­ходное отверстие настолько, чтобы восста­новилась первоначальная разность давлений.

Таким образом, поток через капилляр поддерживается постоянным.

Давление жидкости на выходе капиллярной трубки Р_П и ее давление в магистрали Р₁ пода­ются на пневматический преобразователь 4, в котором преобразуется перепад давления в измери­тельной трубке (пропорциональный вязкости) в давление сжатого воздуха.

Последнее измеряется показывающим 5 и самопишущим 6 манометрами, шкалы которых проградуированы в единицах вязкости.

Автоматическое регулирование заданного значения вязкости производится с помощью пневматического клапана 7 на линии пара, поступающего в теп­лообменник 8 и подогревающего контролируемую жидкость, изменяя ее вяз­кость.

Регулятор вязкости, кроме регулирующего клапана и теплообменника, включает в себя по­зиционер 9 и задатчик 10. Воздух на регулирующий кла­пан подается через редуктор 11. Темпера­тура контролируемой жидкости из­меряется термометром 12.

Основные технические данные вискозиметра:

Давление среды до 14710⁴н/м² (15 кг/см²), в специальном исполнении до 39210⁴н/м² (40 кг/см²₎; расход жидкости в магистральном трубопроводе до 4,1710^-3 м³/сек; расход ответвленного (измерительного) потока около 610^-6 м³/сек; нормальные пределы измерения от 1,5 до 4° ВУ и при специаль­ном исполнении до 6° ВУ.

Следует отметить, что образцовыми приборами во всех странах, как прави­ло, являются ка­пиллярные вискозиметры различных конструкций с предела­ми измерений от 0,001 до 10 псек/м². В последние годы появились непре­рывно действующие капиллярные вискозиметры, как для авто­матического контроля, так и для автоматического регулирования вязкости различных ве­ществ.

Фиг.208. Автоматический капиллярный вискозиметр фирмы «Аскания Верке»:

1- капиллярная трубка; 2- трубопровод; 3- регулятор;

4- пневмоэлектрический преобразователь; 5 и 6- манометры;

7- пневматический клапан; 8- теплообменник; 9- позиционер;

10- задатчик, 11- редуктор; 12- термометр.

						Ëèñò
Èçì.	Ëèñò	¹ докум.	Подпись	Äàòà