Способ определения вязкости жидкой фазы Советский патент 1992 года по МПК G01N11/00 

Изобретение относится к исследованию реологических характеристик жидких сред«,

Известен способ определения вязкости путем перемещения сопротивления перемещению твердого тела отно

сительно жидкости. При осуществлении способа замеряют время перемещения твердого шара в микросекундах нг определенное расстояние.

Сложность определения параметров, определяющих вязкость, является недостатком способа о

Известен способ определения вязкости жидкой фазы путем перемещени жидкости относительно поверхности полой кольцевой трубки, частично заполненной жидкой фазой при ее вращении в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси, замера уровня раздела фаз жидкость - газ и определения вязкости„

Недостатком известного способа является узкий диапазон измерения

Цель изобретения - расширение диапазона замера вязкости0

Указанная цель достигается тем, что в способе, включающем перемещение жидкости относительно поверхности полой кольцевой трубки, частично заполненной жидкой фазой при ее вращении вокруг горизонтальной оси, замер уровня раздела фаз жидкость - газ и определение вязкости скорость вращения увеличивают по ступеням, замеряют количество оборотов в единицу времени и угол пе ремещения поверхности раздела фаз жидкость - газ относительно положения покоя на первой и второй ступенях, а значение вязкости опреде- ляют из соотношения

f

PjЈ2ЈJLLJЈЈSЈ: &

Ы(

fUn

А

А 83,865

R

-pJLCsaaiL sssi ikd il

Е

п(180 -/30) г

В 335,462

R

.где JU-,

JU,

динамическая вязкость при использовании устройства с кольцевой трубкой выше капиллярного размера, Па.с ; 45 динамическая вязкость при использовании устройства с кольцевой трубкой-капилляром, Пв Сс;

Через вентиль k емкость кольцевой трубки 1 вакуумируют и заполняют жидкой фазой при давлении выше давления насыщения ее газом () Включают механизм вращения 13, част жидкой фазы выпускают через вентиль о Снижая давление в кольцевой каме ре до Рц при температуре t устанавливают фазовое равновесие в системе жидкость - газ„ Останавливают враще ние и ручным механизмом 11 перемеща кольцевую трубку по направлению вра щения, например, слева направо до фиксирования уровня раздела фаз жид кость - газ в смотровом окне источр - плотность жидкой фазы, кг/м 50 Ником 7 Фотоэлементом 8 на -- диаграмме 10„ Диаграмма (шкала)

К,п - число оборотов кольцевой трубки, трубки-капилляра, об/мин;

РО положениние уровня раздела фаз жидкость - газ в покое, град;

|Ь - положение уровня раздела фаз жидкость - газ в момент вра - щения, град;

55

имеет 360 делений с нулевой отметкой в верхней части по вертикали„ -На диаграмме замеряют угол /30, Фиксирующий положение уровня раздела фаз в кольцевой трубке 1 в положении ее покояе Включают механизм 13 вращения и устанавливают первую ско рость вращения N об/минь Уровень

0

5

0

5

0

5

0

5

R

d

радиус кольиевой трубки, м; диаметр кольцевой трубки, м; г - радиус капиллярной трубки, м;

при отклонении в замерах вязкости на первой и второй скоростях вращения выше допустимой погрешности, проводят замер на двух ступенях с меньшей скоростью вращения о

На фиг, 1 схематично показано устройство осуществления способа; на фиг„ 2 - диаграмма записи положения уровня поверхности раздела фаз жидкость газ на момент вращения„

Устройство (фиго 1) содержит кольцевую трубку 1, полость которой соединена с внутренним каналом горизонтальной оси 2. входным каналом 3 В торце осевой канал имеет вентиль L, соединенный с манометром 5„ В стенку кольцевой трубки 1 вставлено, смотровое окно 6 с источником 7 света с одной стороны и фотоэлементом

8с другой стороны, которые имеют связь с блоком индикации поверхности

9раздела фаз с записью на диаграмме 10. Кольцевая трубка 1 имеет ручной механизм 11 вращения,, Кольцевая трубка и часть оси 2 размещены в термостате 12„ Ось 20 имеет кинематическую связь с механизмом 13 вращения, который имеет тахометр 14„

Способ осуществляется следующим образомо

Через вентиль k емкость кольцевой трубки 1 вакуумируют и заполняют жидкой фазой при давлении выше давления насыщения ее газом ()„ Включают механизм вращения 13, часть жидкой фазы выпускают через вентиль о Снижая давление в кольцевой камере до Рц при температуре t устанавливают фазовое равновесие в системе жидкость - газ„ Останавливают враще - ние и ручным механизмом 11 перемещают кольцевую трубку по направлению вращения, например, слева направо до фиксирования уровня раздела фаз жидкость - газ в смотровом окне источ55

имеет 360 делений с нулевой отметкой в верхней части по вертикали„ -На диаграмме замеряют угол /30, Фиксирующий положение уровня раздела фаз в кольцевой трубке 1 в положении ее покояе Включают механизм 13 вращения и устанавливают первую скорость вращения N об/минь Уровень

5

раздела фаз при вращении справа налево в левой части поднимается и занимает определенное положение, которое фиксируют на диаграмме 10 углом f,

Вязкость жидкой фазы определяют из соотношения

А

pCcOsfi,- С05(

N(180 -рь)

А 83.865

с

R

При использовании устройства с кольцевой трубкой-капилляром вязкость жидкой фазы определяют из соотноне- ния

т nPEfosft- , Г-В п(180 -р0) v.2

В 335,462

R

где |U

динамическая вязкость при использовании устройства с кольцевой трубкой выше капиллярного размера, Па«с;

/Чк - динамическая вязкость при использовании устройства с кольцевой трубкой капилляром,

р - плотность жидкой фазы, кг/м; N,n - число оборотов кольцевой трубки, трубки-капилляра, оо/мин;

30 - положение уровня поверхности раздела фаз жидкость - газ в покое, град;

|Ь - положение уровня поверхности раздела фаз жидкость - газ в момент вращения, град;

R - радиус кольца, м;

d - диаметр кольцевой трубки, м

г - радиус капиллярной трубки, м

По окончании замера угла ft переключают мехайизм вращения на вторую скорость N1 , замеряют угол |3 и определяют вязкость о Равнозначные определения вязкости на двух скоростях вращения показывают правильность выбора скоростей вращения и достоверность проведенных определений. При разности определенной вязкости на первой и второй скорости, превышающе допустимую погрешность, проводят определения на двух ступенях с меньшей скоростью вращения

№6816

Пример, Определение вязкости пластогюй нефти при ,0 МПа,

t 50l C,

.-Устройство для определения вязкоети имеет ,01м, , м. После ваку- умирования устройство заполняют пластовой нефтью р ЬОО кг/м с давлением насыщения ,0 МПа, выпускают часть нефти и устанавливают давление РН Ю,0 МПа при , Проводят замер угла |3„ 5° , включают первую скорость вращения об/мин, замеряют угол |30 3 и определяют

вязкость ,021, |t,T 3,066 -КГ3 Па-с„

Включают вторую скорость вращения об/мин, замеряют угол /V ff1°0 Определяют вязкость (Кт 3,Об6.10-3Па с„

Сходимость в определении вязкости на разных скоростях показывает правильность выбора скоростей вращения и достоверность определений.

Формула изобретения

0

5

0

5

0

Способ определения вязкости жид- кой фазы путем перемещения жидкости относительно поверхности полой кольцевой трубки, частично заполненной жидкой фазой, при ее вращении в вертикальной плоскости вокруг горизонтальной оси, замера уровня раздела фаз жидкость - газ и определения вязкости, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона замера вязкости, скорость вращения увеличивают по ступеням, замеряют количество оборотов в единицу времени и угол перемещения поверхности раздела фаз жидкость - газ относительно положения покоя на первой и второй ступенях, а значение вязкости определяют из соотношения

flU АpCcos ft - cos( ft )3 , N(W« -&,) , Л

A 83,865

K

|UK B pCcosfo - cos(2J3o-3)1 , 1n 080 - Po J

„2

В 335,462

R

где 1ЦГ - динамическая вязкость при использовании устройства с кольцевой трубкой выше капиллярного размера Па«с;

Фиг. 2

/г

Изобретение относится к методам исследования реологических характеристик жидких сред Для этого жидкость перемещают относительно поверхности кольцевой трубки путем перемещения поверхности трубки относительно жидкости, замеряют количест- во оборотов вращения кольцевой трубки о Вокруг горизонтальной оси, перпендикулярной к плоскости кольца, определяют угол перемещения поверхности раздела фаз жидкость - газ относительно положения покоя, а значение вязкости определяют из соо тношения и А №osja-Cos(2po-/5) ;мт- л - N(180-J30) и -pffcosft-Cos(2/30-p)3 к П(1вО-ро) ,865 d2/R - постоянная устройства; ,4G2 rz/R - постоянная устройства, .где/ г- динамическая вязкость „при использовании устройства с кольцевой трубкой выше капилляра, Па с О - плотность жидкой фазы, кг/см5; N,n - мисло оборотов кольцевой трубки, трубки-капилляра, об/мин; /30- положение уровня раздела фаз жидкость - газ в покое, градус; fi - положение уровня раздела фаз жидкость - газ в момент вращения, градус; R - радиус кольца, м; d - диаметр кольцевой трубки, м; г - радиус капиллярной трубки, м; /UK динамическая вязкость при использовании устройства с кольцевой трубкой-капилляром, Па-ос, 2 ил0 (Л VI .&. ел о 00