23. Измерение плотности газов.

А ЭРОСТАТИЧ-Й ПЛОТНОМЕР. Пр-п действия: зав-сть давления Р столба ан-й ж. или г. от ρ этих сред. P = ρgH. H-высота столба ж. или г. Если зн-е H принять пост-м, то давл-е Р однознач­но опр-тся плотностью среды: P = kρ

где k = gH – пост-й коэф-т.

- площадь стенок

- пл. раб-й ж., - пл газ-й ср-ы

Ан-й г. и возд. прокач-ся при пост-х давл-ях соот-но ч/з вертик-е трубки 1 и 2, внутр. полости кот. образ-т столбы анализир-го г. и возд-а одинак-й высоты. Разность аэростат-х давл-й этих столбов изм/ся с пом. высокочувств-го колокол-го дифманомет­ра 3, раб-го по пр-пу уравнов-я за счет изм-я выт-щей силы. Перем-е колокола 4 дифманометра с пом. преобр-ля 5 преобр-ся в униф-й эл-й или пневм-й сигнал. Плотн-р обесп-т изм/е плот-сти от 0 до 3 кг/м3 с диап-м изм/й от 0,2 до 1 кг/м³ и с п/г-ю ±0,01 кг/м3.

ГАЗОДИНАМ-Й ПЛОТНОМЕР. Пр-п действия этих мех-х плотномеров осн-н на сообщ-и потоку ан-го в-ва доп-й кинетич-й эн-и и на изм/и пар-в, хар-х эф-кты, возник-е при этом воздействии. В осн-м указ-е плотномеры примен-ся для изм/я малой по знач-ю плотности газов.

В плотномере потоку ан-го г., протек-го ч/з камеру 2, сообщ-ся кинет-я эн-я турбинкой 3, приводимой во вращат-е дв-е синхр-м двиг-м 1. Поток г. поступ-т к турбинке 4 и созд-т на ней за счет своей кин-й эн-и вращ-й м-нт, опред-й форм-й: M = kω²ρ или P1 - P2 = kρ, где k-пост-й коэф-т, ω-частота вращ-я турбинки 3.

Под действием этого м-нта турбинка 4 поворач-тся, а возник-й на ней м-нт уравновеш-тся м-нтом, создав-м на оси 8 плоской пружины 5. Угол поворота оси 8 и стрелки 6 по шкале ~ плотности г. С пом. преобраз-ля 7 угол поворота преоб-ся в униф-й сигнал. Класс точ-сти рассм-го плотномера 0,5—1,5 (в зав-сти от диап-на изм/й).

В основу раб. Плот-в (рис. б, в) положен эффект истеч-я г. ч/з диафрагму. В плотномере, предст-м на рис. б, ан-й г. прокачив-ся с пост-м объемным расх-м Q, создав-м 3-хступенчатым вентилятором 3, ч/з диафр-му 4 d 0,5-1 мм. Вентилятор приво­дится во вращ-е дв-е ч/з магнитную муфту 2 синх-м дв-лем или пневм-й турбинкой. Перепад давл-й (50-500 Па), возник-й на диафрагме 4, изм/ся дифман-м 5 с униф-м сигналом. Этот перепад давл-й:

24. Измер-е вязкости: м-ды, ист-ки погр-стей. Капиллярный вискозиметр. Вискозиметр с падающим телом.

Вязкость (внутр-е трение) – св-во текучих тел оказ-ть сопр-е перемещ-ю слоев относ-но друг друга. Причиной явл-ся налож-е упоряд-го дв-я слоев с разл-ми скор-ми и тепл-го хаотич-го дв-я молекул. При этом происх-т перенос имп-сов кол-ва дв-я из слоя в слой. Коэф-нт внутр-го трения описывается формулой: , где ср-я скорость тепл-го дв-я; ср-я длина своб-го пробега; плотность среды.

Закон вязкого теч-я опис-ся ф-лой Ньютона: где тангенц-я (касат-я) сила, выз-щая сдвиг слоев (факт-и сила трения); площадь слоя; градиент скорости по нор-мали ; коэффициент динамической вязкости.Кинематическая вязкость:

Единицы измерения вязкости: динам-я вяз-сть - , кинем-я вязкость - - .

Наиб-е широко распр-ы след-е м-ды измер-я вяз-ти: м-д истеч-я, м-д пад-го тела, м-д крутящего м-нта, м-д поглощ-я ультразвука

Капил-е виск-ры истеч-я. Пр-п основан на закон-сти истеч-я ж-сти ч/з капилляр, которая описывается законом Пуазейля: , где объемный расход; пар-ры капилляра; давл-е до и после капилляра соответственно.Если , то выражение преобразовывается: , ,т .е. для измер-я динам-й вязкости дост-но знать перепад давл-й.

Исслед-я ж-сть с помощью шестеренчатого насоса 1, привод-го в дв-е синхр-м дв-лем 2, поступает в змеевик 3, где нагр-ся до t-ры масла, зап-щего термостат 6, а затем в капилляр 4. Перепад давл-й на капилляре измер-ся дифман-ром 5 с пневм-м или эл-м унифиц-м вых-м сигналом, кот-й пропорц-н динами­ч-й вязкости ан-мой ж-сти. t-ра в термо­стате под-ся пост-й и равняется 50 или 100°С. Диа­п-ны Па·с. Класс точ-сти вискозиметра (в зав-сти от диап-на измер-й).

Вискоз-ры с падающим телом (шарик-е). Пр-п дейст-я осн-н на измер-и скорости дв-я шарика под действием сил тяжести и трения в ан-мой ж-сти. Это дв-е опис-ся законом Стокса:

г де скорость равномерного падения шарика; плотность материала шарика; радиус шарика.

Учитывая, что , то выражение преобразуется к виду: , .Обычно измер-е скорости сводится к измер-ю отрезка времени τ, за кот-й шарик, падая с пост-й скоростью, проходит некот-й пост-й отрезок пу­ти l между 2мя при­нятыми отметками.

Анализируемая жидкость прокачивается насосом 6 по трубе 1 из немагнитного материала и поднимает шарик 4 от нижней 11 до верхней 5 ограничительной сетки. При выключении двигателя 8 шарик падает в анализируемую жидкость. С помощью дифференциальных транс­форматоров 3 и 2 фиксируются отметки времени о расстоянии « ». Измеритель временных интервалов 10 фиксирует это время. Блок управления 9 включает и выключает двигатель.

Класс точности вискозиметра 2.