Устройство для измерения вязкоупругих свойств слабых полимерных растворов Советский патент 1984 года по МПК G01N11/14 

1 1 Изобретение относится к технике измерений реологических свойств жидкостей, преимущественно слабых полимерных растворов. Известны устройства для измерения вязкоупругих свойств жидкостей по ве личине осевого давления в слое жидкости между двумя вращающимися плос костями lj . , Однако данные устройства не пригодны для слабых полимерных растворов, где осевое давление настолько мало, что практически не поддается сколь-нибудь надежному измерению с приемлемой точностью. - Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является реогониометр Вейссенберга, содержапщй вращающийся и противостоящий неподвижный диски, образующие зазор, элементы контроля и регистрации сигнала. Прибор предназначен для измерения касательных и нормальных напря жений в жидкости. Нормальные напряже ния определяются путем регистрации осевого усилителя, возникающего при вращении одного из дисков 2j , Вискозиметру Вейссенберга присущи следующие недостатки: при измерении упругих свойств любых полимерных растворов осевое давление на диск мало, что ограничивает диапазон измерений сравнительно вязкими жидкостями. Из-за невозможности обеспечения локальных измерений (значение скорости сдвига осредняется по всей поверхности) снижается точность измерений. Обязательное требование постоянства скорости сдвига во всех точках поверхности соблюдается лищь тогда, когда угол между образующей конуса и плоскостью диска весьма мал (около 2), что значительно слож но осуществить технологически. Цель изобретения - расширение диа пазона измерений в сторону весьма разбавленных (слабых) полимерных растворов, широко применяющихся для снижения гидравлического сопротивлекия трения и управления интенсивностью процессов тепломассообмена, а также повышение точности измерений. Поставленная цель достигается тем что в устройстве для измерения вязкоупругих свойств слабых полимерных растворов, включающем вращающийся и противостоящий неподвижный .диски, образуняцие зазор, элементы контроля 62 li регистрации сигналов, на одном из дисков установлены заподлицо с его noBepxHocTbjo датчики-катоды в виде сегментов и анод в виде трубки, размещенной вдоль оси диска. На чертеже показана схема предлагаемого устройств. Устройство содержит вращаю1Щ1йся диск 1, неподвижный диск 2, датчикикатоды 3 и анод 4. Анод в виде трубки из платины размещен вдольоси неподвижного диска. Датчики-катоды из пластины вмонтированы в неподвижный диск заподлицо с его поверхностью. Анод и катоды соединены с источником постоянного напряжения и регистрирующей аппаратурой по приведенной на чертеже электрической схеме. Как показали опыты, наибольшая чувствительность достигается при ширине датчиков-катодов порядка 0,1 мм и расположении их по ceKfopy с углом от 10 до 90.Длина датчиков определяется, таким образом, радиусом их расположения. Устройство работает следующим образом. Верхний диск 1 приводится во вращение от соответствующего привода. По трубе-аноду 4 в зазор непрерывно подается с небольшим расходом (порядка 50 МП/мин) исследуемый раствор. На катоды 3 и анод 4 подается ЭДС, соответствующая потенциалу предельного тока. При наличии в жидкости электрохимически активных веществ (а в большинстве водных растворов полимеров таким веществом является растворенный естественным образом кислород) через ячейку протекает ток. Его величина связана с временем релаксации зависимостью (l,).V) где ь - время релаксации; |U H|Up - вязкости полимерного раствора и раст ворителя соответственно; I и IP - величина снимаемого тока при работе с полимерами и растворителем соответственно;W - круговая частота; R - радиус диска; 3 1124 h - величина зазора; р - плотность; g - ускорение силы тяжести; Н - напор поступаюп(ей в зазор жидкости,5 Устройство весьма чувствительно к присутствию в растворителе макромолекул вплоть до растворов с относитепьной вязкостью 1,05. Расщирение . диапазона измерений в сторону весьмаЮ разбавленных полимерных растворов обеспечивается болыйой величиной 1964 снимаемого электрического сигнала, малоинерционностью датчиков, отсутствием в измерительной схеме элементов, воспринимающих непосредственно механическое усилие. Наличие ло1сально расположённых датчиков позволяет, минуя большую сложность изготовления конусов с большими углами при вершине, повысить точность измерений за. счет определения времени релаксации, соответствующего конкретному значению скорости сдвига.

УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВЯЗКОУПРУГИХ СВОЙСТВ СЛАБЫХ ПОЛИМЕРНЫХ РАСТВОРОВ, включакицее вращающий ся и противостоящий неподвижный ки, образующие зазор, элементы контЧ роля и регистрации сигнала, отличающееся тем, что, с целью расширения диапазона измерений и по вышения точности измерений, на одной из дисков установлены заподлицо с его поверхностью датчики-катоды в виде сегментов и анод в воде трубки/ размещенной вдоль оси диска. О I // У///////У/У /УЛ , .3 Jt 2 у//////.