Способ определения полных реологических кривых полидисперсных систем Советский патент 1989 года по МПК G01N11/14 

Изобретение относится к измерению реологических свойств жидких сред, в частности к способу определения полных реологических кривых полидисперсных систем, и может быть использовано в химической и пищевой отраслях промышленности.

Целью изобретения является повышение точноЬти измерения и его упрощение, а также расширение его информативности.

Согласно способу определения полных реологических кривых полидисперсных систем, заключающемуся в измерении механической реакции испытуемой среды при различных скоростях смещения слоев в коаксиальном зазоре двух тел, одно из которых связано с приводом вращения, скорость вращения тела, связанного с приводом вращения, измеряют на интервале времени пер$гход- ного процесса вращения тела под воздействием приложения к нему фиксированного момента вращения, а момент напряжения сдвига определяется по величине ускорения вращения тела при соответствующих скоростях смещения, причем привод вращения отключают от вращающегося тела после наступления предельного разрушения тиксотропной структуры испытуемой среды и на основании сравнения данных измерений, полученных при воздействии фиксированного момента вращения и после отключения привода вращения от вращающегося тела, определяют степень

4ib

СО

сд

С5

00

О5

31495686

структурирования испытуемой среды. При этом согласно основному закону динамики вращательного движения

d W

Мр - Мн I -5(1)

где MB - момент вращения;

Мц - момент напряжения сдвига;

I - момент инерции;

W - скорость вращения, Момент напряжения сдвига , действующий со стороны испытуемой среды на вращающееся в ней тело при различных скоростях вршдения О)-, пропорционален величине ускорения враd (х; , щения -г- в соответствующие моdtменты времени t.

Таким образом учитывая, что Мр является постоянной и известной величиной, а вращающееся тело изготавливается таким, чтобы его момент i инерции был несравнимо велик по отношению к моменту инерции иснытуемого вещества, помещаемого в коаксиальный зазор двух тел, и поэтому I. является постоянной известной величиной, пол ные реологические кривые полрщисперс ной системы строятся в соответствии с формулой (1) по измеренным через равные промежутки времени dt скоростям вращения w вращающегося тела. Иод воздействием фиксированного момента вращения вращающееся тело в каждый момент времени имеет ускорение, пропорциональное величине вязкости среды и величине силы, затрачиваемой на разрушение тиксотропной структуры, при отключении привода после разрушения тиксотропной структуры ускорение вращающегося тела меняет знак, и модуль его величины пропорционален только величине вязкости испытуемой среды. Таким образом, степень структурирования испытуемой Среды определяется на основании сравнения результатов, полученных в ходе измерения на интервалах времени ускорения вращающегося тела и тормо жения. Длительность процесса измерения зависит от величин момента инер- ции вращающегося тела и момента вращения, приложенного к телу, а также от физико-механических свойств испытуемой среды и может быть сокращена до 1-2 с.

Таким образом, предлагаемый спо- ,соб отличается от известного тем, что момент напряжения сдвига испытуе

0

5

0

30

5 50

40

45

55

мой среды, помещенной в коаксиальный зазор двух тел, одно из которых связано с приводом вращения, измеряется на инте.рвале времени переходного процесса вращения тела под воздействием фиксированного момента вращения и определяется по величине ускорения вращения тела при соответствующих скоростях смещения.

На чертеже представлена структурная схема устройства, реализующего способ,

-Устройство, реализующее способ, содержит процессорное устройство 1, соединенное с задатчиком 2 момента вращения, к которому подключен привод 3 вращения (например, двигатель постоянного тока), вал привода вращения жестко связан с измерительным элементом 4, помещенным-в испытуемую среду 5, датчик 6 скорости вращения связан с валом привода и подключен к входу в процессорное устройство, имеющее индикатор 7.

Устройство работает следующим образом.

Процессорное устройство 1 подает .на вход задатчика 2 момента вращения сигнал, пропорциональный значению задаваемого момента вращения MQ, при этом привод 3 вращения, соединенный с выходом задатчика 2 момента, начинает вращать измерительный элемент 4, а значения скорости его вращения U)- поступают от датчика 6 через равные промежутки времени dt на вход процессорного устройства 1 и в нем фиксируются. При достижении скорости вращения тела (jj , при которой наступает предельное разрущение тиксоторп- ной структуры испытуемой-среды, процессорное устройство 1 отключают задатчик 2 момента вращения и момент вращения становится равным нулю М 0. Значения скорости вращения измерительного элемента прекращают поступать в процессорное устройство 1 При достижении условия . После этого по зафиксированным значениям скорости вращения измер ительного элемента в испытуемой среде строятся полные реологические кривые и определяется степень структурирования дисперсной системы в соответствии с формулой (1). Результаты отображаются на индикаторе 7

Использование предлагаемого способа определения полных реологических кривых полидисперсных систем по сравнению с существующими обеспечивает повышение точности и производительности процесса измерения за счет сокращения времени измерения, а также упрощение технической реализации.

Формула изобретения

1 . Способ определения полньгх реологических кривых полидисперсных систем, заключающийся в измерении механической реакции испытуемой среды при различных скоростях смещения слоев в коаксиальном зазоре двух тел, одно из которых связано с приводом вращения, отличающий- с я тем, что, с целью повышения точности измерения и упрощения способа, частоту вращения тела, связанного с приводом, из еря1от в интервале переходного процесса враиеиия под воздействием фиксированного момента вращения, а момент напряжения сдвига при соответствующих частотах: определяют по величине ускореЙ1 Я вращения тела.

2,Способ по и., о т л и ч а го Q щ и и с я тем, что, с целью расширения информативности способа, г рн- вод вращения отключают от впаиваемого тела после наступления предкльког О разрушения тиксотропной структ;, рь

5 испытуемой среды, а о степени структурирования испытуемой среды судят по результатам сравиекия измерений, полученных при приложемтги фиксиропаи- ного момента вращения и отключения его.

Изобретение относится к измерению реологических свойств жидких сред и может быть использовано в химической и пищевой промышленности. Цель изобретения - повышение точности измерения и упрощение способа, а также расширение его информативности. Скорость вращения тела, связанного с приводом вращения, измеряют на интегралах времени: ускорения вращения - от начала подачи на вращающееся тело фиксированного момента вращения до момента разрушения тиксотропной структуры испытуемой среды и торможения - после отключения привода вращения до полной остановки вращающегося тела через равные промежутки времени. Момент напряжения сдвига определяют по величине ускорения вращения тела при соответствующих скоростях сдвига. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.