Способ измерения реологических характеристик жидкостей Советский патент 1986 года по МПК G01N11/00 

д- 10

IS

20

2S

Изобретение относится к споссбу измерения реологических жидкостей, например нелинейновязких степенных, таких, как растворы полимеров, суспензии, пасты и т.п. (для таких сред к основным реологическим характеристикам относятся: п - параметр нелинейности; К - консистенция и может быть использовано для физико-химического и реодинамического анализа жид- коЬтей при научньпс исследованиях, в производственных условиях, например на предприятиях химической, строи- тельной и пищевой промьшшенностей.

Цель изобретения - измерение реологических характеристик нелинейно- вязких жидкостей и повышение чувствительности измерений.

На чертеже представлена схема установки, поясняющая сущность предлагаемого способа.

Схема содержит источник постоянного напряжения 1, вольтметр 2,, регист- рирукяций прибор - микроамперметр 3, переключатель 4, вспомогательньй ни- келевый электрод-анод 5, реостат 6, чувствительный элемент 7, выполненный в виде продольно обтекаемой пластины и изготовленный из диэлектрического материала,на поверхность которого 30 нанесены, например, напылением изолированные друг от друга электроды-катоды 8 (не менее двух). Несколько электродов-катодов 8 необходимо для того, чтобы путем последовательного подключения их с помощью переключателя 4 можно было увеличить длину реагирующей поверхности L, Чувствительный элемент помещают в текущую с известной скоростью V исследуемую жидкость (С, D, р - также известны), с помощью переключателя 4 задают определенную длину электрода t и на электроды подают напряжение. В электропроводной жидкости в результате электрохимической реакции в цепи,

соединяющей электроды, ноявляется ток. Одним из реагчнтов, процесс восстановления которого происходит на катоде, может быть кислород. Растворенный кислород содержится практически в любом растворе, С возрастанием напряжения ток возрастает до некоторого предельного значения i , которое остается постоянным, не зависящим от напряжения, и называется предельным диффузионным током.

Выражение для диффузионного тока имеет вид

35

40

45

50

i

0,89.

Z.F-V,

(

Un

h L

IJllL

Млм1

За:давая длину электрода-катода L ,, L-,.... получим соответственно значения i., i,p. Строя затем зависимость login от logL, найдем тангенс угла наклона этой зависимости

HI

и по формуле

П

, 2-31(3

и - параметр нелиможно определить нейности.

Зная п и выбирая одно конкретное значение 1„- для соответствуквдей длины L, рассчитаем по формуле консистенцию К

К.р.

,Ш

2гШ

(

2-F-Vo ,,1ЫО,гЫО 2/Vf4

о.ачэищ.

2nt

0

5

0

5

0

0,332

±

+n

(8(оИ)п(пи)} где 1„

пр

(7

/

- предельный диффузионный TOKJ L - длин§ электрода (по потоку), h - ширина электрода-, v - скорость течения жидкости; D - коэффициент диффузии, Z - заряд реагирукмцих ионов; F - число Фарадея; Сд - концентрация реагирующих ионов; плотность,

угол наклона зависимости iflp от, L в логарифмических кooJ динaтax.

Формулы для п и R вытекают из полученного авторами решения задачи конвективной диффузии

9С 9с 9 с

с с при у о ;

с о при у 00 j

где с - концентрация;

составляницие скорости по направлениям х, у соответственно при продольном обтекании реагирукицей поверхности, например, плоской,

нелинейновязкой жидкостью со степенным реологическим уравнением состояния.

п,М

Формула изобретения

Способ измерения реологических ха рактеристик жидкостей путем введения в поток исследуемой жидкости тела, на поверхности которого размещены по ляризоваиные от источника постоянного тока электроды, отличающийся тем, что, с целью измерения реологических характеристик не линейновязких жидкостей и повышения чувствительности измерений, поляризацию осуществляют путем последовательного подключения злектродов к источнику поляризующего напряжения таким образом, что увеличивают общую длину реагирующей поверхности по потоку исследуемой жидкости, а реоло- гические характеристики .рассчитывают по формулам

гщь-

ЗСп+О

К

Д . Г

-C,

10

15

где п - параметр нелинейности, К - консистенцияf

предельный диффузионный ток длина электрода по потоку исследуемой жидкостиJ ширина электродаJ

-скорость течения жидкости}

-коэффициент диффузии ;

-заряд реагирующих ионовi

-число Фарадея

-концентрация реагирующих иoнoв

Р - плотностьJ

Р - угол наклона зависимости

1„р от L в логарифмических

координатах.

м

h D z F С,

Описан способ измерения реологических характеристик жидкостей путем введения в нее тела, на поверхности которого размещены поляризованные электроды, причем поляризацию осуществляют путем последовательного подключения электродов к источнику напряжения так, что увеличивают общую длину реагирукидей поверхности, а реологические характеристики рассчитывают по формулам. 1 ил. to ю ел ел

1,

Составитель В.Вощанкин Редактор А.Гулько Техред Л.Олейник Корректор В.Вутяга

Заказ 1606/49 Тираж 778Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная, 4