151505 (Измерение вязкости), страница 4
Описание файла
Документ из архива "Измерение вязкости", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "физика" из , которые можно найти в файловом архиве . Не смотря на прямую связь этого архива с , его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "курсовые/домашние работы", в предмете "физика" в общих файлах.
Онлайн просмотр документа "151505"
Текст 4 страницы из документа "151505"
Основное назначение данного адаптера - измерение низкой вязкости. Требуемый объем образца - 16 мл. Более подробная информация приведена в раз. 6.1. 3. Адаптер DIN.
Данный адаптер (как и UL) предназначен для измерения низкой вязкости в соответствии со стандартом DIN 53019 в диапазоне от 1до 50000 сПз. 4. Система Thermosel.
Данная система позволяет измерять вязкость при температуре до 300 оС. Коаксиальная геометрии требует от 8.0 до 13.0 мл пробы (в зависимости от модели шпинделя). 5. Системы конус/плита.
При очень низких объемах пробы рекомендуется использовать систему конус/плита, в этом случае требуется от 0.5 до 2.0 мл пробы (в зависимости от шпинделя). Для геометрии САР и R/S требуется менее 1 мл пробы.
3.6 Низкая вязкость
Вискозиметры и реометры Брукфильда имеют очень высокий диапазон измерения вязкости, однако в некоторых случаях нужно выполнить измерение очень низкой вязкости, за пределами стандартного диапазона. Описанные ниже адаптеры позволяют решить эту проблему. 1. Адаптер UL.
Данный адаптер специально сконструирован для измерения низкой вязкости на вискозиметрах LV, хотя может использоваться и с другими моделями. При работе с вискозиметрами LVF или LVT диапазон измерения составляет 1.0 - 10.0 сПз, скорость сдвига 73.4 с-1 при скорости вращения 60 об/сек. Для других моделей вискозиметров нижний предел измерения составляет: RVT - 6.4 сП, НАТ - 12.8 сПз, НВТ - 51.2 сПз.
UL адаптер использует коаксиальную геометрию со снимаемой крышкой на внешнем цилиндре. С установленной крышкой нужно 16 мл пробы и адаптер можно погрузить в жидкостной термостат. Со снятой крышкой можно использовать сосуд практически любого размера. 2. Адаптер SS.
При некоторых комбинациях шпиндель/камера данный адаптер позволяет измерять вязкость ниже стандартного диапазона. 3. Система Thermosel.
При некоторых шпинделях данная система позволяет измерять вязкость ниже стандартного диапазона. 4. Система конус/плита.
Система конус/плита позволяет измерять очень низкую вязкость, вплоть до 0.1 сПз.
3.7 Высокая температура
Измерение вязкости при высокой температуре может быть простой задачей или очень сложной, в зависимости от материала или величины температуры. Иногда достаточно увеличить расстояние между вискозиметром и разогретым материалом с помощью специальных удлинителей. Для очень сложных применений (например, расплавленное стекло) нужно использовать специальные печи и муфели и специально разработанные шпиндели из тугоплавких материалов. Это крайние случаи, между ними лежит большинство реальных применений. 1. Система Thermosel.
Данная система предназначена для измерения вязкости малого количества материала при повышенной температуре, от +40 до +300оС. Обычно она продается в комплекте с вискозиметром, хотя можно заказать ее отдельно как аксессуар к любой модели вискозиметра (за исключением геометрии конус/плита).
Система включает в себя камеру и шпиндель с коаксиальной геометрией, электрическую аппаратуру нагрева (термоконтейнер) и цифровой пропорциональный контроллер температуры с датчиком RTD. Предлагаются три модификации системы Thermosel:
ручная система в комплекте с аналоговым вискозиметром;
система с аналоговым выходом для регистрации температуры и вязкости в комплекте с цифровым вискозиметром;
система с программируемым контроллером температуры и с возможностью подключения к персональному компьютеру.
Для системы Thermosel требуется небольшое количество образца, от 8.0 до 13.0 мл в зависимости от шпинделя. Коаксиальная геометрии позволяет измерять скорость сдвига в диапазоне от 0.08 до 93.0 сек-1 (в зависимости от шпинделя и модели вискозиметра). 2. Жидкостные термостаты.
Жидкостные термостаты Брукфильда также можно использовать для измерения вязкости при повышенных температурах. Некоторые модели имеют рабочий максимум 200оС. Более подробная информация приведена в разд. 3. 3. Система конус/плита со встроенным нагревателем.
Вискозиметры и реометры серии САР имеют высокотемпературную плиту, нагреваемую до 325оС, что позволяет работать со смолами и полимерами. Специальная модификация реометра R/S (R/S CPE-E) позволяет разогревать плиту до 250оС. Малый размер образца обеспечивает быстрое достижение рабочей температуры.
3.8 Скорость сдвига
Во многих случаях требуется измерить абсолютную вязкость продукта, для чего нужно определить скорость сдвига. Ниже перечислены модели приборов и адаптеров, позволяющих определить скорость сдвига, и номера разделов содержащих более подробную информацию.
Цилиндрические шпиндели Адаптер UL Адаптер DIN Адаптер SS Система Thermosel Вискозиметры с геометрией конус/плита Вискозиметр САР Реометр R/S
3.9 Высокая скорость сдвига
Большинство моделей вискозиметров Брукфильда ориентировано на относительно невысокие скорости сдвига, обычно не выше 100 с-1.Некоторые модели вискозиметров в комплекте с адаптерами UL , SS и системой Thermosel развивают скорость сдвига до 300 с-1. Для достижения более высоких скоростей сдвига следует использовать геометрию конус/плита или реометры PVS и R/S. 1. Вискозиметры и реометры с геометрией конус/плита.
Вискозиметры с геометрией конус/плита позволяют определить абсолютную вязкость малой пробы продукта при определенной скорости сдвига и напряжении сдвига. Объем пробы составляет всего 0.5-2.0 мл, а скорость сдвига имеет диапазон 0.6-1875 сек-1 (в зависимости от модели вискозиметра и используемого конуса). Измерительная часть заключена в двойной кожух для контроля температуры.
Полный диапазон измерения вязкости составляет от 0.1 сПз до 2.6 миллионов сПз. Хотя отдельный прибор не покрывает весь диапазон, использование сменных шпинделей обеспечивает каждому вискозиметру очень широкий диапазон измерения.
Геометрию конус/плита можно использовать с различными моделями цифровых вискозиметров. Настоятельно рекомендуется также приобрести жидкостной термостат для точного контроля температуры.
Геометрия конус/плита всегда поставляется вместе с вискозиметром. ЕЕ нельзя приобрести отдельно в качестве аксессуара или для модификации имеющегося вискозиметра. Вискозиметр можно также использовать и с обычными дисковыми и цилиндрическими шпинделями, однако потребуется удлиненный штатив. 2. Вискозиметры и реометры САР.
Приборы серии САР имеют геометрию конус/плита и обеспечивают высокую скорость сдвига. Они разработаны для исследований и контроля качества таких материалов, как краски, покрытия, смолы, чернила, косметика, фармацевтические изделия и продукты. Все приборы серии САР имеют встроенный контроль температуры, объем пробы не превышает 1 мл.
САР 1000 представляет собой односкоростной вискозиметр, 750 об/мин при 50 Гц и 900 об/мин при 60 Гц. Скорость сдвига составляет 12000 сек-1 и 3000 сек-1 при 60 Гц и 10000 сек-1 и 2500 сек-1 при 50 Гц (в зависимости от шпинделя).
САР 2000 позволяет менять скорость вращении от 50 до 1000 об/мин. Диапазон измерения вязкости составляет 0.1 - 1500 Пз (0.1 - 1500 Па*с) при скоростях вращения от 166 до 13300 сек-1. САР 1000 соответствует требованиям стандартов BS 3900, ISO 2884 и ASTM D 4287. 3. Реометр R/S.
Данный реометр обеспечивает скорость вращения 4100 сек-1 при коаксиальной геометрии и 4800 сек-1 при геометрии конус/плита. Максимальная скорость вращения составляет 800 об/мин. 4. Реометр PVS.
Данный реометр предназначен для измерения вязкости при высоком давлении и температуре. Диапазон давления от атмосферного до 1000 psi и диапазон температур от -40 до +200оС позволяют широко использовать реометр для исследования буровых растворов, пульпы и бумаги, пластиков, нефтехимических продуктов и аэрозолей. Реометр имеет скорости вращения от 0.05 до 1000 об/мин и соответствующие скорости сдвига от 0.01 до 1700 сек-1 . Датчик крутящего момента расположен в подшипнике и не подвержен воздействию высокого давления и температуры.
3.10 Определение сдвига напряжения
Реометр R/S.
Данный реометр отличается от всех остальных приборов Брукфильда тем, что задается не скорость вращения шпинделя, а напряжение сдвига. Такой подход имеет несколько преимуществ: очень широкий диапазон измерения вязкости, возможность измерять предел текучести и возможность изучать высоковязкие гели.
Предлагается несколько моделей реометра R/S. Модель с коаксиальной геометрией комплектуется шпинделями DIN диаметром 8, 14, 25, 45 и 48 мм. Модель с геометрией конус/плита комплектуется конусами с углом 1 и 2 градуса диаметром 2.5, 5.0 и 7.5 см. Также доступна геометрии плита/плита с плоскими плитами диаметром 2.5, 5.0 и 7.5 см. Данная геометрия оптимальна для экстремально вязких веществ или веществ, содержащих твердые частицы.
Прибор для испытаний мягких материалов R/S SST.
Данная версия реометра предназначена для проведения специальных исследований, например изучения текучести материалов. Это отличный способ изучения продуктов, которые нельзя подвергать сдвигу перед измерением.
В реометре используются шпиндели с лопастной геометрией и очень низкими скоростями сдвига и напряжениями сдвига, что позволяет изучать вязкоэластичные характеристики таких материалов, как пасты, гели, парафины и глинистые растворы.
3.11 Нетекучие материалы
Изучение нетекучих и слаботекучих материалов представляет собой серьезную проблему. При вращении шпинделя в продукте прорезаются своего рода каналы, в результате чего прибор показывает очень низкую вязкость, не соответствующую действительности. Брукфильд предлагает несколько решений данной проблемы. 1. Стойка спирального движения.
К этой моторизированной стойке можно подсоединить любой вискозиметр Брукфильда. Стойка медленно движется вверх и вниз (со скоростью 7/8 дюйма в минуту), в то время как Т-образный шпиндель вращается в исследуемом материале. Перекладина шпинделя, двигаясь по спирали, постоянно попадает в "свежий" материал. Тем самым исчезает туннельный эффект, присущий обычным шпинделям.
В комплект поставки входят 6 Т-образных шпинделей и специальной соединение для подключения шпинделя к вискозиметру.
2. Спиральный адаптер.
Данный адаптер позволяет изучать пастообразные материалы, такие как паяльные пасты, продукты, косметику и лекарства. Адаптер имеет внутренний резьбовой шпиндель, вращающийся внутри коаксиального цилиндра. При вращении шпинделя проба постоянно прокачивается через адаптер. Измерение производится после того, как установилось постоянное течение. Измерение в условиях постоянного течения (по сравнению с другими методами) менее чувствительно к неоднородности пробы. 3. Лопастные шпиндели.
Лопастные шпиндели при погружении в пробу не нарушают структуру образца. При вращении шпинделя материал захватывается лопастями и образует виртуальный цилиндр. Дисковые шпиндели позволяют получить полные реологические данные, их можно использовать с любым вискозиметром Брукфильда и с реометром R/S-SST.
3.12 Специальные аксессуары
Следующие аксессуары можно заказать для использования совместно с вискозиметрами и реометрами Брукфильда. 1. Быстрое соединение. Данное устройство позволяет быстро подсоединить/отсоединить шпиндель. Это экономит время и позволяет избежать опасности испортить резьбу. Быстрое соединение выполнено из нержавеющей стали и может быть использовано с дисковыми шпинделями LV, RV, HA, HB и с Т-образными шпинделями. 2. Удлинитель шпинделя. Удлинитель шпинделя может понадобиться в ситуациях, когда нужно увеличить дистанцию между вискозиметром и пробой (максимум 6 футов). Удлинитель типа D устанавливается между вискозиметром и шпинделем и используется в ситуациях, когда можно наблюдать глубину погружения шпинделя. Тип S включает в себя погружаемую часть шпинделя и используется в ситуациях, когда нельзя наблюдать глубину погружения шпинделя.
3.13 Дымы и опасные условия
Если исследуемый материал образует дым или пар они могут попасть в прибор, этой ситуации следует избегать. Если же пары горючие или взрывчатые, это представляет опасность не только для прибора, но и для персонала. 1. Штуцер продувки.
Данный аксессуар устанавливается на корпус вискозиметра и может использоваться с любой моделью. Инертный газ (например, азот) под небольшим давлением прокачивается через корпус вискозиметра, создавая внутри избыточное давление. Тем самым предотвращается попадание дыма и пара внутрь вискозиметра.
Штуцер продувки также можно установить на корпус системы конус/плита и системы Thermosel, обеспечивая контролируемую атмосферу над пробой. 2. Взрывозащищенная конструкция(только аналоговая модель).
В условиях опасности взрыва следует использовать взрывозащищенное оборудование. Брукфильд предлагает взрывозащищенное исполнение для аналогового вискозиметра. Данный прибор проверен в лаборатории Underwriter и соответствует классу 1 группы D. Для цифровых вискозиметров и реометров взрывозащищенное исполнение недоступно.
Также недоступно взрывозащищенное исполнение для аксессуаров, имеющих электрическое питание, например для стойки спирального движения или для системы Thermosel. Эти аксессуары можно использовать только в безопасных условиях.
4. Таблица конверсии различных величин измерения вязкости
При использовании различных типов вискозиметров для измерения вязкости иногда возникает необходимость перевода одних единиц измерения в другие или в единицы измерения Метрической Системы. Предлагаем Вам воспользоваться данной таблицей:
| Универсальные секунды Сейболта ssu | Кинематическая вязкость сантистоксы | Секунды Редвуда | Единицы Энглера | Секунды по чашке Партина № 10 | Секунды по чашке Партина № 15 | Секунды по чашке Партина № 20 | Секунды по чашке Форда № 3 | Секунды по чашке Форда № 4 |
| 31 | 1.00 | 29 | 1 | -- | -- | -- | -- | -- |
| 35 | 2.56 | 32.1 | 1.16 | -- | -- | -- | -- | -- |
| 40 | 4.30 | 36.2 | 1.31 | -- | -- | -- | -- | -- |
| 50 | 7.40 | 44.3 | 1.58 | -- | -- | -- | -- | -- |
| 60 | 10.3 | 52.3 | 1.88 | -- | -- | -- | -- | -- |
| 70 | 13.1 | 60.9 | 2.17 | -- | -- | -- | -- | -- |
| 80 | 15.7 | 69.2 | 2.45 | -- | -- | -- | -- | -- |
| 90 | 18.2 | 77.6 | 2.73 | -- | -- | -- | -- | -- |
| 100 | 20.6 | 85.6 | 3.02 | -- | -- | -- | -- | -- |
| 150 | 32.1 | 128 | 4.48 | -- | -- | -- | -- | -- |
| 200 | 43.2 | 170 | 5.92 | -- | -- | -- | -- | -- |
| 250 | 54.0 | 212 | 7.35 | -- | -- | -- | -- | -- |
| 300 | 65.0 | 254 | 8.79 | 15 | 6.0 | 3.0 | 30 | 20 |
| 400 | 87.6 | 338 | 11.70 | 21 | 7.2 | 3.2 | 42 | 28 |
| 500 | 110 | 423 | 14.60 | 25 | 7.8 | 3.4 | 50 | 34 |
| 600 | 132 | 508 | 17.50 | 30 | 8.5 | 3.6 | 58 | 40 |
| 700 | 154 | 592 | 20.45 | 35 | 9.0 | 3.9 | 67 | 45 |
| 800 | 176 | 677 | 23.35 | 39 | 9.8 | 4.1 | 74 | 50 |
| 900 | 198 | 762 | 26.30 | 41 | 10.7 | 4.3 | 82 | 57 |
| 1000 | 220 | 896 | 29.20 | 43 | 11.5 | 4.5 | 90 | 62 |
| 1500 | 330 | 1270 | 43.80 | 65 | 15.2 | 63 | 132 | 90 |
| 2000 | 440 | 1690 | 58.40 | 86 | 19.5 | 7.5 | 172 | 118 |
| 2500 | 550 | 2120 | 73.0 | 108 | 24 | 9 | 218 | 147 |
| 3000 | 660 | 2540 | 87.60 | 129 | 28.5 | 11 | 258 | 172 |
| 4000 | 880 | 3380 | 117.0 | 172 | 37 | 14 | 337 | 230 |
| 5000 | 1100 | 4230 | 146 | 215 | 47 | 18 | 425 | 290 |
| 6000 | 1320 | 5080 | 175 | 258 | 57 | 22 | 520 | 350 |
| 7000 | 1540 | 5920 | 204.3 | 300 | 67 | 25 | 600 | 410 |
| 8000 | 1760 | 6770 | 233.5 | 344 | 76 | 29 | 680 | 465 |
| 9000 | 1980 | 7620 | 263 | 387 | 86 | 32 | 780 | 520 |
| 10000 | 2200 | 8460 | 292 | 430 | 96 | 35 | 850 | 575 |
| 15000 | 3300 | 13700 | 438 | 650 | 147 | 53 | 1280 | 860 |
| 20000 | 4400 | 18400 | 584 | 860 | 203 | 70 | 1715 | 1150 |
5. Заключение
5.1 Условия измерений
1 нормальные условия измерений;
