химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 1 (А-К)

Автор главный редактор В.А.Каргин

я этого используют стеклянные вискозиметры (типа вискозиметра Менчика), недостатком к-рых является хрупкость и сложность в обращении.

Ротационная вискозиметрия. В ротационных приборах наиболее широко применяют два сочетания измерительных поверхностей: концентрич. цилиндры и плоскость с конусом, ось к-рого перпендикулярна к плоскости.

При абсолютных измерениях вязкости непосредственно определяемыми величинами являются: крутящий момент (М), действующий на ту или иную измерительную поверхность, и угловая скорость (й) вращения одной из них; радиусы соответственно наружного и внутреннего цилиндра (Rn>RB) и рабочая высота (Н) зазора между ними в вискозиметрах с коаксиальными цилиндрами; радиус конуса (R) и угол между его образующей и плоскостью (а).

Для цилиндрич. кольцевого зазора достаточно большой высоты напряжение сдвига в слое радиусом г равно M/2nr2ff. Скорость сдвига y—rda/dr, где со — угловая скорость ламинарно перемещающихся слоев среды. Для ньютоновских жидкостей при вращении внутреннего цилиндра

о я..

«в Г

откуда

В более общем случае при установившемся течении жидкостей

, dx

Q =d(o = d-f / (M/2nrW) =1f f (xR)

I

T-1 dx

Это ур-ние просто решается в двух случаях:

1) Для узкого зазора между цилиндрами оно аппроксимируется выражением

Q = /(xB)lno, где а=~ = -—^

Тогда

7 = /(тв)-^Й/1па-Й/1п(1 + ДЛ/Лв)- -Xr~

где AR=RH—RB. 2) Если /?„^>ЯВ, то после дифференцирования интегрального уравнения

/(т,) = Т, =-2dQB Id In тв

непосредственно из опыта получают совокупность значений йв и М (и соответственно тв), строят график йв в функции 1птв и находят производные этой функции для разных значений тв, что дает в конечном счете

функцию у=1(х).

Если зазор между цилиндрами нельзя принять пренебрежимо малым по сравнению с радиусами цилиндров, отыскание функции течения осложняется. Удобнее всего след. решение:

\ ?2 Г J , 1 . (m In а)1 .

где m=d In Q/d In тв. Если т In а<0,2, то с погрешностью меньше 1% можно ограничиться первыми двумя членами суммы; при от In а от 0,2 до 1 следует учитывать все члены приведенного выше выражения. Практически определение функции течения складывается из след. операций: 1) находят совокупность значений Q я М (а следовательно, и тв), строят в двойных логарифмич. координатах зависимость Q(Tb) и определяют графич.

дифференцированием соответствующие производные; 2) сообразуясь со значениями т In а, пользуются одним

из указанных приближений для вычисления ув. Рассмотренный метод расчета важен также для оценки приближения, с к-рым находят функцию течения, когда для узких зазоров принимают у=ЙТ?в/ДД.

Важнейшая поправка, к-рую приходится вносить в результаты измерений вязкости в приборах с коаксиальными цилиндрами, определяется влиянием дна. Ее находят, проводя серию измерений М и й при разных значениях Н. Если M/Q линейная функция Н, то экстраполяцией ее к значению M/Q = 0 находят величину Н=Нй. Для вычисления константы вискозиметра пользуются эффективной высотой H-\-ff0. Иногда для исключения концевых эффектов применяют охранные кольца.

В приборах с коаксиальными цилиндрами сильное влияние на развитие инерционной турбулентности оказывает центробежная сила. Поэтому критич. значение Re зависит от того, какой из цилиндров вращается. Оно значительно выше, если вращается внешний цилиндр.

У вискозиметров типа конус — плоскость угол а обычно не превосходит нескольких градусов, и поля напряжений и скоростей сдвига в зазоре между измерительными поверхностями м. б. приняты с высоким приближением однородными. В этом простейшем и чаще всего

встречающемся случае у = Q/a; т = 3M/2nR3 и соответственно т) ==3a,M/2nR3Q. Развитие инерционной турбулентности для приборов типа конус — плоскость несущественно, т. к. из-за возможности выброса исследуемой жидкости из зазора между конусом и плоскостью под действием центробежной силы они не могут применяться при таких же высоких скоростях, как и приборы с коаксиальными цилиндрами. Встречаются ротационные приборы комбинированного типа с сочетанием цилиндрич. и конич. измерительных поверхностей.

Некоторые особенности измерений на ротационных приборах. Скорость сдвига, к-рая входит в ф-лу для расчета вязкости, это скорость развития необратимой деформации. Соответственно для высокоэластичных сред расчет вязкости на нестационарных режимах деформирования требует разделения полной деформации на обратимую и необратимую, что связано с прямым измерением обратимой (высокоэластической) деформации. На основании этого м. б. найдена зависимость необратимой деформации от времени и значение ее производной для каждого заданного момента времени.

Эластич. турбулентность в ротационных приборах проявляется в разрывах среды и ее локальных отрывах от измерительных поверхностей при заданной й и, как следствие этого, в колебаниях измеряемого крутящего момента. Этот эффект ограничивает предел измерений вязкости при высоких напряжениях и скоростях сдвига.

Измерения вязкости на ротационных приборах для сред, проявляющих высокую эластичность, м. б. связаны с большими трудностями. При высоких напряжениях и скоростях сдвига они м. б. практически непреодолимыми из-за проявления Вайссенберга эффекта, обусловливающего выползание среды из зазора между измерительными поверхностями, что сопровождается снижением измеряемого крутящего момента. Во избежание этого требуется герметизация рабочего зазора между измерительными поверхностями.

Для сильно структурированных сред, проявляющих тиксотропию, режимы установившегося течения, когда справедливы приведенные выше методы расчета т) по данным измерений О, и М, обычно достигаются только после длительного деформирования па заданном режиме. Если продолжительность его недостаточна, то зависимости & (М), получаемые при возрастающих и снижающихся значениях переменных, не совпадают — возникают пегли гистерезиса. Это следует учитывать при использовании вискозиметров с программированным изменением режимов течения. Кроме того, для этих сред результаты измерений вязкости на ротационных и капиллярных приборах могут расходиться таким образом, что вязкости на установившемся режиме в ротационном приборе оказываются ниже, чем замеренные на капиллярном вискозиметре.

Пристенный эффект у конц. дисперсных систем м. б. ослаблен использованием рифленых измерительных поверхностей. Однако при этом, во избежание сильного возмущения потока даже при низких скоростях сдвига, необходимо использовать достаточно широкие зазоры между этими поверхностями. Размер зазора определяется по расстоянию между противостоящими выступами. Оценка предельно допустимых скоростей, при к-рых па приборах с рифлеными поверхностями появляются значительные погрешности измерений, представляет сложную, пока не решенную задачу.

Рифленые измерительные поверхности используют также в приборах, предназначаемых для В. высоковязких полимерных материалов (резиновые смеси и т. д.). Однако нет никаких данных о том, как влияют рифления

Рис. 7. Вискозиметр РВ-7: 1 — внутренний, вращающийся цилиндр, 2 — наружный цилиндр, 3 — вращающийся вал, 4 — шкив; 5 — фиксатор шкива; 6 — стрелка; 7 — неподвижный циферблат, * — отверстия для термопар, 9 —ручная мешалка.

на поток высокоэластичных сред, проявляющих большие обратимые деформации. Метод учета пристенного эффекта в приборах с коаксиальными цилиндрами не получил распространения, т. к. требует проведения опытов с внутренними цилиндрами различных радиусов.

В вязких средах при высоких напряжениях и скоростях сдвига возможно значительное тепловыделение

(пропорциональное ту), что особенно существенно для ротационных приборов. Теоретич. вычисление поправок на тепловыделение затруднительно. Улучшение тепло-отвода и снижение изменения темп-ры в зазоре между измерительными поверхностями достигается прежде всего сужением зазора. Эффективно также контролируемое снижение темп-ры термостатирующей жидкости.

Использование ротационных приборов для относительных измерений вязкости очень удобно в случае ньютоновских жидкостей. Приборы рекомендуется калибровать по жидкостям с вязкостями, близкими к измеряемым.

Важнейшие ротационные вискозиметры для полимерных систем. Ротационные вискозиметры различаются формой измерительных поверхностей, способами приведения их во вращение и измерения крутящих моментов. Для установившихся режимов деформирования, на к-рых обычно измеряют вязкость, способ задания и измерения крутящих моментов и скоростей движения измерительных поверхностей не имеет значения. На нестационарных режимах деформирования чаще всего используются след. методы: постоянной скорости сдвига (постоянной скорости движения измерительных поверхностей) и постоянного напряжения сдвига (постоянного крутящего момента); непрерывно изменяющихся скоростей и напряжений сдвига.

В СССР наиболее широко распространен вискозиметр РВ-7 (рис. 7), в к-ром вращающийся внутренний цилиндр приводится в движение падающими грузами; этот прибор наиболее пригоден для вязких ньютоновских жидкоРис. 8. Рабочий узел пластовискози-метра ПВР-2' 1 — хвостовик ротора, 2 — прецизионные радиально-упорные подшипники; з — пробка; 4 — корпус, 5 — внутренний цилиндр, 6 — корпус винтового пресса, 7 — поршень, 8 — накидной колпачок.

стей с диапазоном вязкости от нескольких н-сек/м2 до нескольких тысяч н-сек/м2 (от десятков до десятков Тысяч пуаз).

Для малых количеств (ок. 1 мл) вязких жидкостей и пластичных сред удобен пластовискозиметр ПВР-2

(рис. 8). Он пригоден для

измерений в диапазоне

вязкости от неск. н-сек/м2

до десятков тысячн ? сек/м2

(от десятков до сОтен тысяч пуаз). 1

Для высоковязких полимерных систем [от 102 до 10е н-сек/м2 (от 103 до 107 пз)] удобен вискозиметр РЭВ-1(рис 9).

За рубежом наиболее распространены вискозиметры «Ротовиско» (рис. 10) и «Ферранти — Шарли» (рис. 11). В последнем приборе возможно авто-матич. изменение скорости вращения одной из измерит, поверхностей по заданной программе.

Рис. 1о. Измерительный узел вискозиметра «Ротовиско»: 1 — корпус, 2 ?— наружный неподвижный цилиндр, 3 — внутренний вращающийся

страница 127
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 1 (А-К)" (15.84Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
planima md 155.0650
защитные накладки для гироскутеров
аренда автобуса с водителем
где купить свадебные бокалы

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(24.04.2017)