Устройство для измерения вязкости паров Советский патент 1983 года по МПК G01N11/16 

(5) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ПАРОВ

Г

Изобретение относится к экспериментальной физике, в частности к технике экспериментального определения вязкости агрессивных веществ в паровой фазе.

Известно устройство, определяющее вязкость паров по затуханию крутильных колебаний диска в вязкой среде. Наблюдение, за процессом затухания колебаний ведется с помощью зеркала, помещенного на. колеблющейся системе, через окно в корпусе вискозиметра 1.

Однако в случае исследования вязкости паров агрессивных сред, применение зеркала и окна, находящихся в контакте с агрессивной средой, становится .невозможным.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство для измерения вязкости паров щелочных металлов, в котором вязкость пара, находящегося в замкнутой оболочке, подвешенной на длинной упругой проволоке, определяется ю зату ханию колебаний системы параллельных дисков, связанных с помощью другого упругого подвеса с оболочкой и совершающих колебания.относительно оболочки с жестко закрепленной на ней другой системой дисков по принциггу двойных крутильных колебаний. При этом упругий подвес, соединяющий диски с оболочкой, нахо10дится как в контакте с агрессивной средой, так и в области высоких температур . Использование обычно применяемого монофилярного подвеса оказы15вается невозможным,, так как с ростом температуры резко падают его упругие свойства, а воз|эастающие потери на внутреннее трение становятся соизмеримыми с измеряемой вязкостью па20ров. Эта проблема была решена в данном устройстве путе.м создания подвеса в виде мультифиляра, состоящего из восьми проволок, обеспечивающих необходимые прочностные характерис тики и имеющих меныиие потери на внутреннее трение, так как возвраща ющий момент определяется расстояни ем между нитями подвеса. Данный под вес собран из восьми вольфрамовых проволок диаметром 0,03 мм, распределенных по перимехЕ круглого сте .ня диаметром 2 мм. J2J. Недостатком известного устройств является сложность обеспечения равномерного натяжения всех восьми про волок, что с одной стороны сказывается на точности эксперимента из-за возможного перекоса дисков, а с дру гой стороны приводит к быстрому обрыву наиболее напряженной нити и, следовательно, выходу из строя всег устройства в целом, представляющего собой замкнутую цельносварную систему. На основании этого диапазон измерения вязкости известным устройством невелик. Цель изобретения - повышение точности измерений и расширение диапазона исследования вязкости. Указанная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем измерительную ячейку, подвешенную на про волоке внутри термостатированного корпуса, выполненную в виде оболочки с жестко закрепленной внутри нее первой системой расположенных параллельно друг другу дисков и второй системой дисков, размещенных в зазорах дисков первой системы, и соединенной с оболочкой мультифилярным подвесом, испарительный бачок с исследуемым веществом, сообщающийся с измерительной ячейкой, и систему со общения измерительной ячейке вращательных импульсов, мультифилярный подвес выполнен в виде двух пучков, сое/мнение оболочки и второй системы дисков с мультифилярным-подвесом осуществляется посредством круглых стержней, при этом концы мультифиляр ного подвеса закреплены на круглых стержнях по их диаметрально противоположным образующим. Такая конструкция мультифилярного подвеса обеспечи-вает с большой степенью точности равные длины пучков проволоки и их равнонапряженност что приводит к исключению возможноети перекоса подвижных дисков относительно неподвижных и, следовательно, к увеличению точности изме907415ений. КрЪме того, расширяется диапазон исследований за счет большого запаса прочности мультифилярного подвеса и возрастает срок работы устройства. На фиг. 1 приведена схема устройства для измерения вязкости паров; на фиг. 2 - конструкция мультифилярного подвеса. Устройство содержит (фиг. 1) термостатированный корпус 1, фольфракювую проволоку 2 и измерительную ячейку , состоящую из оболочки 3 первой системы расположенных параллельно друг к другу и жестко закрепленных на оболочке дисков k, второй системы дисков 5, и мультифилярного подвеса 6, а также испарительный бачок 7, короткозамкнутую рамку 8, электромагнит 9, зеркало 10, шкалу 11, зрительную трубу 12, окно 13, шарнирное соединение . Мультифилярный подвес (фиг.2.) представляет собой два пучка проволок 15, которые закрепляются на диаметрально противоположных образующих нижнего 16 и верхнего 17 круглых стержней. Нижний 16 круглый стержень соединяется с подвижными дисками, а верхний 17 соединяется с оболочкой 3 через шарнирное соединение Н, которое автоматически обеспечивает равнонапряженность обоих пучков. Оболочка 3 подвешена внутри термостатированного корпуса 1 на йольфрамовой нити 2. Первая система дисков жестко соединена с оболочкой 3 а вторая система дисков 5 размещена в зазорах, образованных плоскостями первой системы дисков Ц и укреплена на мульти(1 1лярном подвесе 6. Испарительный бачок 7 расположен в нижней части устройства, короткозамкнутая. рамка 8 укреплена на наружной по, поверхности оболочки 3, а электрсхмагнит 9 укреплен на наружной поверхно- сти термостатированного корпуса 1. Устройство работает следующим образом. Температура термостатированного корпуса 1 поддерживается на уровне, необходимом для испарения рабочего вещества, находящегося в испарительном бачке 7. При этом всегда температура области, в которой находятся диски и мультифилярный подвес, выше, чем емЪература бачка, для обеспечения отутствия конденсации паров вещества на дисках и мультифилярном подвесе. С помощью рамки 8 и электромагнит 9 оболочке сообщается серия вращательных импульсов, причем так, чтО( суммарный импульс, сообщенный систв ме, равен нулю. При этом обеспечиваются колебания оболочки и дисков относительно положения равновесия системы. По затуханию колебаний оболочки, которые наблюдаются с помощью зеркала 10, шкалы 11, зрительной трубы 12 и окна 13 определяется вяз кость исследуемого пара , по следующей формуле . ( i.- -0 Ч Ч С-( где Y - вязкость пара исследуемого вещества; X логарифмический декремент колебаний системы с исследуемым веществом; )LO- логарифмический декремент ко лебаний системы, обусловленный потерями в мультифилярном подвесе и определяемый в специальных опытах без исследуемого вещества; tr/Cp- период колебаний системы соответственно в опытах с пара ми и опытах без исследуемого вещества; С - геометрическая константа прибора. Использование изобретения позвол лит повысить точность измерений вязкости паров агрессивны с сред и расши рить диапазон изменений по сравнению с известным устройством (устройством для измерения вязкости па ров щелочных металлов) благодаря лучшему обеспечению необходимой геометрии системы, увеличить ресурс par боты устройства в 2,5 раза и обеспечит возможность проведения исследований при температурах до 2000 К. Формула изобретения Устройство для измерения вязкости паров, содержащее измерительную ячейку, подвешенную на проволоке внутри термостатированного корпуса, выполненную в виде оболочки с жестко закрепленной внутри нее первой системой расположенных параллельно друг другу дисков и второй системой дисков, размещенных в зазорах дисков первой системы, и соединенной с оболочкой мультифилярным подвесом, испарительный бачок с исследуемым веществом, сообщающийся с измеритель ной ячейкой, и систему сообщения измерительной ячейке вращательных импульсов, отличающееся тем, что, с целью повышения точности и расширения диапазона измерений, мультифилярный подвес выполнен в виде двух пучков, соединение с болочки и второй системы дисков с мульг тифилярным подвесом осуществляется посредством круглых Стержней, при этом концы мультифилярного подвеса з.акреплены на круглых стержнях по их диаметрально противоположным образующим. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Голубев И. Ф. Вязкость газов и газовых смесей. Физматгиз, 1959 с.82. 83. 2.Тимрот Д. Л., Варава А. Н. Экспериментальное исследование в вйзкости паров натрия. Теплофозика, высоких температур, т. 15, f 1977, .с. 750 (прототип).

ff fff

fS

-Ш