СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ ИЛИ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДА Российский патент 2011 года по МПК G01N11/16 

Описание патента на изобретение RU2416089C1

Изобретение относится к способам определения вязкости магнитной жидкости и магнитного коллоида и может быть использовано для анализа реологических параметров магнитных жидкостей, в том числе и магнитного коллоида.

Известен способ определения вязкости жидкости среды и устройство для его осуществления (см. патент РФ №2269114, МПК G01N 11/16, Бюл. №3, 2006), заключающийся в измерении времени прохождения фиксированного расстояния в жидкой среде поплавком по вертикали.

Недостатком данного способа является невозможность анализа магнитных коллоидов ввиду использования магнитной системы перемещения поплавка и регистрации сигнала.

Известен способ определения вращательной вязкости анизотропных жидкостей (см. патент РФ №2348919, МПК G01N 11/00, G01N 24/08. Бюл №7, 2009), заключающийся в том, что образец подвергают воздействию поляризующего постоянного магнитного поля и вращают с постоянной скоростью вокруг оси, перпендикулярной магнитному полю.

Недостатком данного способа является возможность анализа только анизотропных образцов, дороговизна используемого оборудования, а также сложность согласования и настройки измерительной установки.

Технической задачей данного изобретения является создание способа определения вязкости как магнитных жидкостей, так и магнитного коллоида, предусматривающего возможность проведения измерений в магнитном поле, что особенно важно для анализа реологических параметров нанодисперсных магнитных жидкостей.

Технический результат достигается за счет использования колебательной системы, в которой инерционно-вязким элементом служит магнитная жидкость (МЖ), заполняющая U-образную стеклянную трубку, а роль упругости выполняет воздушная полость, образованная внутри одного из колен трубки под пьезоэлектрической пластинкой, прикрепленной к торцу трубки и предназначенной для индикации колебаний; измерения коэффициента затухания колебаний и получения на этой основе значения сдвиговой вязкости исследуемых образцов.

На фиг.1 изображена принципиальная схема установки, реализующей способ определения вязкости магнитной жидкости и магнитного коллоида.

Для возбуждения колебаний используется надетая на другое колено эластичная трубка с поршнем 1. В трубке имеется отверстие, предназначенное для выхода воздуха при перемещении поршня в исходное положение и прикрываемое в момент выдергивания поршня. Стеклянная U-образная трубка 2, внутренним диаметром d=10,7 мм, заполнена до некоторого уровня в обоих коленах магнитным коллоидом 3. Одно из колен герметично закрыто пьезоэлектрической пластинкой-датчиком колебаний 4. Исследуемая жидкость в данном случае служит инерционно-вязким элементом колебательной системы, а ее упругим элементом является воздушная полость 5, образовавшаяся под пьезопластинкой. Для возбуждения колебаний используется надетая на другое колено эластичная трубка с поршнем 1. В трубке имеется отверстие, предназначенное для выхода воздуха при перемещении поршня в исходное положение и прикрываемое в момент выдергивания поршня. Полученные на пьезодатчике радиоимпульсы поступают на экран запоминающего осциллографа 6. Осциллограммы фиксируются цифровым фотоаппаратом 7 и передаются в компьютер 8 для дальнейшей обработки.

Значение вязкости образца определяется по формуле

,

где ρ - плотность жидкости-образца, d - диаметр трубки, Δβ - добавочное затухание, обусловленное потерями невязкого происхождения, определяемое предварительной тарировкой измерительного устройства путем измерения образцов с известной вязкостью. Коэффициент затухания свободных колебаний системы определяется из анализа экспериментальных осциллограмм:

,

где t2-t1 - промежуток времени между колебанием с амплитудой A1 и колебанием с амплитудой А2. В используемой нами методике одно из колебаний (обычно второе от начала процесса) принимается за реперное (его амплитуда Ar). Для каждого колебания с амплитудой An вычисляется значение Тангенс угла наклона такой прямой дает нам значение β, которое является результатом усреднения, учитывающим реальную знакопеременную ошибку отдельных результатов.

В качестве примера приведем табл.1 и фиг.2 расчета колебательных параметров для опыта со столбиком "простой" ньютоновской жидкости (Т=31,2 мс, ν=32,1 Гц, β=5,39 с-1). В опыте использовалась жидкость - бромпропан. Диаметр трубки d=10,7 мм. В табл.2 приведена вязкость жидкости-образца, рассчитанная данным методом, и его плотность. В эксперименте в качестве жидкости с известной вязкостью использовалась дистиллированная вода.

Таблица 1 1T Т, мс 31,2 62,4 93,6 124,8 156 187,2 Ar/An 1,19 1,46 1,66 1,94 2,37 2,78 Ln(Ar/An) 0,17 0,37 0,51 0,66 0,86 1,0

Таблица 2 Жидкость η·10-3, Па·с ρ, кг/м3 бромпропан 1,28 1208

Похожие патенты RU2416089C1

название год авторы номер документа
ИНЕРЦИОННЫЙ МАГНИТОЖИДКОСТНЫЙ ДЕМПФЕР (ВАРИАНТЫ) 2013
  • Морозов Николай Александрович
  • Морозов Александр Николаевич
  • Казаков Юрий Борисович
RU2549592C1
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ В ПРОЦЕССЕ ОТВЕРЖДЕНИЯ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2005
  • Баханцов Александр Викторович
  • Старикова Вера Николаевна
  • Римлянд Владимир Иосифович
RU2307337C2
ВИСКОЗИМЕТР 1995
  • Блом Корнелис
  • Ван Дер Верф Корнелис Убеле
RU2152606C1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВРАЩАТЕЛЬНОЙ ВЯЗКОСТИ АНИЗОТРОПНЫХ ЖИДКОСТЕЙ 2006
  • Синявский Николай Яковлевич
  • Коротей Евгений Владимирович
RU2348919C2
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ МАГНИТНО-ИНДИКАТОРНОГО ТРАССИРОВАНИЯ НЕФТЯНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ 2007
  • Белорай Яков Львович
  • Вихарев Юрий Аркадьевич
  • Чертенков Михаил Васильевич
  • Сабанчин Валентин Давлетшинович
RU2352774C2
Способ исследования дисперсных систем 1985
  • Гладкий Владимир Николаевич
  • Шевелев Николай Трофимович
SU1245950A1
Способ определения устойчивости магнитных коллоидов 1990
  • Михалев Юрий Олегович
  • Евсин Сергей Иванович
SU1824573A1
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УСТОЙЧИВОСТИ МАГНИТНЫХ ЖИДКОСТЕЙ 1995
  • Ермаков В.В.
  • Евтушенко М.Б.
  • Грабовский Ю.П.
RU2079375C1
Способ контроля физико-механических свойств магнитной жидкости посредством смещения и колебания ее в столбике в магнитном поле и устройство для его выполнения 2018
  • Емельянов Сергей Геннадьевич
  • Кобелев Николай Сергеевич
  • Полунин Вячеслав Михайлович
  • Ряполов Петр Алексеевич
  • Вориводина Мария Владимировна
  • Шельдешова Елена Владимировна
  • Шабанова Ирина Александровна
RU2733827C2
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ВЯЗКОУПРУГИХ ЖИДКИХ СРЕД И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ 2009
  • Зозуля Олег Михайлович
  • Есипов Игорь Борисович
  • Фокин Андрей Викторович
RU2411500C1

Иллюстрации к изобретению RU 2 416 089 C1

Реферат патента 2011 года СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ МАГНИТНОЙ ЖИДКОСТИ ИЛИ МАГНИТНОГО КОЛЛОИДА

Изобретение относится к способам определения вязкости жидкостей и коллоидных систем и может быть использовано для анализа реологических параметров прозрачных и непрозрачных жидкостей, в том числе и магнитных коллоидных систем. Способ определения вязкости магнитной жидкости и магнитного коллоида заключается в использовании колебательной системы, в которой инерционно-вязким элементом служит магнитная жидкость (МЖ), заполняющая U-образную стеклянную трубку. При этом роль упругости выполняет воздушная полость, образованная внутри одного из колен трубки под пьезоэлектрической пластинкой, прикрепленной к торцу трубки. Пьезоэлектрическая пластинка предназначена для индикации колебаний, измерения коэффициента затухания колебаний и получения на этой основе значения сдвиговой вязкости исследуемых образцов. Техническим результатом изобретения является создание способа определения вязкости как прозрачных, так и непрозрачных жидкостей, предусматривающего возможность проведения измерений в магнитном поле, что особенно важно для анализа реологических параметров нанодисперсных магнитных жидкостей. 2 ил., 2 табл.

Формула изобретения RU 2 416 089 C1

Способ определения вязкости магнитной жидкости и магнитного коллоида, заключающийся в использовании колебательной системы, в которой инерционно-вязким элементом служит магнитная жидкость (МЖ), заполняющая U-образную стеклянную трубку, а роль упругости выполняет воздушная полость, образованная внутри одного из колен трубки под пьезоэлектрической пластинкой, прикрепленной к торцу трубки и предназначенной для индикации колебаний; измерения коэффициента затухания колебаний и получения на этой основе значения сдвиговой вязкости исследуемых образцов.

Документы, цитированные в отчете о поиске Патент 2011 года RU2416089C1

RU 23448919 С2, 10.03.2009
RU 93057224 А, 10.08.1996
СПОСОБ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ 2000
  • Безруков В.И.
  • Спиридонов В.Д.
RU2196317C2
ОПТИЧЕСКИЙ ПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯОТКЛОНЕНИЙ ОТ ПРЯМОЛИНЕЙНОСТИПОВЕРХНОСТИ ОБЪЕКТА 1972
  • Изобретен
  • И. Г. Соур
SU432332A1
АДАПТИВНАЯ ПОДВЕСКА 1995
RU2114745C1

RU 2 416 089 C1

Авторы

Емельянов Сергей Геннадьевич

Полунин Вячеслав Михайлович

Кобелев Николай Сергеевич

Ряполов Петр Алексеевич

Шабанова Ирина Александровна

Даты

2011-04-10Публикация

2010-03-31Подача