Способ определения времени релаксации упруговязких жидкостей Советский патент 1987 года по МПК G01N11/00 

11318845

ение относится к способам реологических свойств упру- идкостей, в частности их нных характеристик, и моприменение в научных исслемедицине, на предприятиях

ли тр по ро ни ра ро ни по им жи на де

химической, нефтехимической, пищевой промышленности.

Цель изобретения - уменьшение времени измерения и количества исследуе- МОЙ жидкости.

Сущность способа состоит в том, что пробу жидкости растягивают с образованием цилиндрической нити и по скорости ее последующего утоньшения под действием капиллярных сил определяет время релаксации по формуле

dUnD) dt

(1)

где D - текущий диаметр нити.

Кроме того, скорость утоньшения нити измеряют с помощью электронно- оптического метода непрерывной регистрации диаметра нити.

Формула (1) отражает, что утоньш ние нити упруговязкой жидкости под действием капршлярных сил следует экспоненциальному закону

(-Г|)-)

Для проведения испытания требуется количество жидкости, достаточное лишь для формирования нити. При этом время, в течение которого следят за кинетикой утоньшения нити, т.е. фактически время измерения, не превышает®.

В свою очередь применение электроно-оптического метода измерения диаметра нити уменьшает время обработ- ки результатов эксперимента и создае возмо5кность полной их автоматизации измерений.

На фиг. 1 показаны последовательные стадии формирования и утоньшения нити и возможная схема электронно- оптического измерителя диаметра нити на фиг. 2 - концентрационная зависимость времени релаксации полимерного раствора.

Пример. Каплю исследуемой жидкости (объемом 0,02 см) помещают в зазор между двумя пластинами 1, расстояние между которыми затем уве

5

0

5

0

личивают, например, при помощи электромагнитного привода. Пластины выполнены в виде плоских дисков диаметром 0,5 см, начальный зазор между ними 0,1 см, конечны 1 см. Время разведения пластин 0,05 с. Сформировавшаяся после остановки пластин нить 2 утоньшается под действием сил поверхностного натяжения. При этом имеет место одноосная деформация жидкости в нити, по скорости которой на основании формуты (1) можно определить время релаксации.

Зависимость диаметра нити от времени измеряют электронно-оптическим методом например, как показано на фиг. 1, где обозначены лампа 3 накаливания, питаемая от стабилизированного источника постоянного тока, осветительный конденсатор 4, измеряемая жидкая ниТь 5, фотообъектив 6 с фокусным расстоянием 5 см, строящий увеличенное (10 ) изображение нити в плоскости измерительной щети 7, собирающая линза 8, полупроводниковый фотоприемник 9 типа ФД-3.

Определение времени релаксации по формуле (1) может быть осуществлено как аналоговой, так и цифровой обработкой электрического сигнала с фотоприемника, линейно зависящего диаметра нити. В первом случае сигнал подают на вход логарифмирующего усилителя, на выходе которого формируется сигнал, пропорциональный логарифму диаметра нити.

Для записи сигналов с линейного и логарифмических каналов используют двухлучевой запоминающий осциллограф (с 8-17), непосредственно на экране которого по тангенсу угла наклона логарифмической зависимости диаметра нити от времени определяют время релаксации жидкости.

Во втором случае сигнал подают на вход измерительного вычислительного комплекса, построенного на базе ЭВМ Электроника-60, где преобразованные в цифровую форму данные обра- 50 батываются в соответствии с формулой (1).

0

35

В качестве примера на фиг. 2 по- .казаны полученные предлагаемым спосо- 55 бом значения времени релаксации водных растворов полиакриламида АК-623, используемых при нефтедобыче. В данном случае время релаксации изменялось в пределах 0,02-0,4 с.

Формула изобретения

Способ определения времени релаксации упруговязких жидкостей, осно- ванньй на их динамическом деформировании, отличающийся тем, что, с целью уменьшения времени измерения и количества исследуемой жидкости, пробу жидкости предварительно растягивают с образованием

цилиндрической нити и по скорости ее последующего утоньшения под действием капиллярных сил определяют время релаксации по формуле

© d(lnD) d t J

где D - текущий диаметр нити.

Фиг,

1&,с 0,5

/

/

/

«

О

Q,Q 0,02 .0,03 Фи.2

ВНИИПИ Заказ 2500/34 Тираж 776Подписное

Произв.-полигр. пр-тие, -г. Ужгород, ул. Проектная, 4

0.0 .Of 0 ,/o

Изобретение относится к измерению реологических свойств упруго- ВЯЗК1ПС жидкостей, в частности релаксационных характеристик. Цель изобретения - уменьшение времени измерения и количества исследуемой жидкости. Каплю жидкости помещают в зазор между пластинами, увеличивают между ними расстояние с образованием цилиндрической нити и измеряют скорость ее уменьшения. 2 ил.