Способ определения точки гелеобразования методом вибрационной вискозиметрии



Способ определения точки гелеобразования методом вибрационной вискозиметрии
Способ определения точки гелеобразования методом вибрационной вискозиметрии

 


Владельцы патента RU 2529674:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии нефти Сибирского отделения Российской академии наук (ИХН СО РАН) (RU)

Изобретение относится к области физической и коллоидной химии (физико-химических измерений), а более конкретно - к способам определения точки (момента) потери текучести методом вибрационной вискозиметрии, и позволяет определить точку гелеобразования путем измерения вязкости (механического сопротивления) в сосудах различного размера. Способ определения точки гелеобразования методом вибрационной вискозиметрии заключается в том, что гелеобразующий раствор помещают в измерительные сосуды разного диаметра, инициируют процесс и непрерывно регистрируют механическое сопротивление раствора в обоих сосудах, строят полученные реологические зависимости на одном графике и по графику определяют точку гелеобразования как область расхождения полученных таким образом кривых. Техническим результатом является повышение точности измерений и большей объективности определения точки гелеобразования за счет использования ячеек различного размера. 2 ил.

 

Изобретение относится к области физической и коллоидной химии (физико-химических измерений), а более конкретно - к способам определения точки (момента) потери текучести методом вибрационной вискозиметрии, и позволяет определить точку гелеобразования путем измерения вязкости (механического сопротивления) в сосудах различного размера.

Известен метод точки потери текучести по ГОСТ 20287-91. Сущность метода заключается в визуальном наблюдении подвижности жидкости. Определяют момент, когда образец остается неподвижным при наклоне измерительного сосуда. Недостатком метода является то, что он является визуальным и результат измерений зависит от оператора.

Наиболее близким аналогом по технической сущности является метод определения момента потери текучести (гелеобразования) с использованием техники вибрационной вискозиметрии. В процессе измерения в жидкость погружают колеблющийся зонд. При этом непрерывно измеряют механическое сопротивление Z [Богословский А.В., Журавлева Т.Б., Стрелец Л.А. Интерференционные резонансы при вискозиметрических измерениях // Теоретические и прикладные основы физико-химического регулирования свойств нефтяных дисперсных систем. - Томск, Изд-во ТГУ, 2001. - С.105-109.]. Главным признаком гелеобразования является появление у образца механической упругости. При этом он приобретает в отличие от жидкости способность переносить сдвиговую акустическую волну. При этом происходит интерференция излучаемой колеблющимся зондом и отраженной стенок измерительного сосуда сдвиговой акустической волны и зависимость механического сопротивления от времени приобретает периодический характер. Точкой гелеобразования считается момент появления периодического участка на реокинетической (реологической) зависимости. Недостатком данного метода является то, что полученный результат зависит от величины проходимого волной пути и будет отличаться при использовании измерительного сосуда другого размера - диаметра. Выбор конкретного размера сосуда субъективен и зависит от оператора. С другой стороны, в процессе формирования геля происходит не только возникновение упругости, но и изменение вязкости. Ее высокие значения могут маскировать появление периодического участка реологической зависимости и затрудняют его обнаружение.

Задачей изобретения является уменьшение зависимости результата измерения от субъективного оператора и, таким образом, повышение точности измерения.

Технический результат заключается в повышении точности измерений и большей объективности определения точки гелеобразования за счет использования ячеек различного размера.

Способ заключается в следующем. Гелеобразующий состав помещают в ячейки вибрационного вискозиметра с разным диаметром и инициируют процесс. В каждой из них непрерывно измеряют механическое сопротивление. Наблюдается изменение вязкости, вначале совпадающее во всех сосудах. По мере развития процесса реологические кривые, получаемые в разных сосудах начинают отличаться. Зависимости механического сопротивления от независимой переменной (времени или температуры - в случае термотропного гелеобразования), полученные в разных ячейках, строят на одном графике и определяют точку гелеобразования как точку расхождения указанных кривых.

Примеры конкретного выполнения.

Измерение динамики гелеобразования бинарного гелеобразующего состава проводят с помощью разработанного в ИХН СО РАН вискозиметра «Реокинетика» в измерительных ячейках различного диаметра D=12 мм и 15 мм.

Пример 1. Используют гелеобразующий состав на основе карбамида и соли алюминия. Раствор №1 готовят растворением 10.2 г (10.2% мас.) Аква-Аурата, 8 г (8% мас.) гидроксохлорида алюминия и 30 г (30% мас.) карбамида в воде с последующим разбавлением до 100 мл. Раствор №2 готовят растворением 32 г (32% мас.) уротропина в воде с последующим разбавлением до 100 мл. Бинарный гелеобразующий состав получают непосредственно перед экспериментом сливанием растворов №1 и №2 в отношении 5 к 3 при постоянном перемешивании. При 50°C время гелеобразования - 10-15 мин. Весовое соотношение подбирали экспериментально.

При сливании компонентов через некоторое время происходит увеличение вязкости, далее возникает твердообразное тело. В качестве калибровочной жидкости используют воду, поэтому:

Z о т н = Z текущее Z H 2 O .

Где: Zотн, Zтекущее - относительное и текущее механическое сопротивление раствора, ZH2O - механическое сопротивление воды.

Полученные результаты приведены на фиг.1. Для определения области расхождения полученных в разных сосудах реокинетических зависимостей на одном графике и строят их огибающие. Практически совпадающие вблизи начала координат кривые расходятся примерно на пятой минуте. Время гелеобразования - 5 мин.

Пример 2. На фиг.2 приведены результаты измерения механического сопротивления при непрерывном нагревании термотропного гелеобразующего состава - раствора метилцеллюлозы. Гелеобразующий состав готовили растворением 1 г (1%) метилцеллюлозы МЦ-100 и 5 г (5%) хлорида натрия в 100 мл воды.

Для определения области расхождения полученных в ячейках различного диаметра (12 мм и 15 мм) термореологических зависимостей на одном графике строили их огибающие. Совпадающие и почти горизонтальные при комнатной температуре термореологические зависимости после 43°C синхронно возрастают и далее расходятся в точке гелеобразования - при 54°C.

Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет увеличить объективность определения момента гелеобразования и уменьшить зависимость результата от оператора.

Способ определения точки гелеобразования методом вибрационной вискозиметрии, отличающийся тем, что гелеобразующий раствор помещают в измерительные сосуды разного диаметра, инициируют процесс и непрерывно регистрируют механическое сопротивление раствора в обоих сосудах, строят полученные реологические зависимости на одном графике и по графику определяют точку гелеобразования как область расхождения полученных таким образом кривых.



 

Похожие патенты:

Настоящее изобретение относится, в общем, к тестированию вязкости скважинных текучих сред и, конкретнее, к вискозиметрам с вибрирующим проводом. Предложен вискозиметр с вибрирующим проводом.

Изобретение относится к области биомедицинских технологий и может быть использовано для измерения вязкости крови в процессе забора крови из кровеносного сосуда для проведения анализов крови.

Изобретение относится к области анализа физических свойств жидкостей. Устройство содержит емкость со шкалой для отбора пробы с размещенным в ней штоком с поршнем, программно-аппаратный комплекс для измерения времени и температуры, трубку для пропускания жидкости в емкость при отборе пробы для определения условной вязкости, термистор, который может быть установлен на трубке при определении микропенетрации, деэмульгирующей способности и показателя динамики нагрева жидкости, конус, который может быть установлен вместо поршня на шток с помощью резьбы при определении микропенетрации, пробку или крышку, которая может быть установлена на штуцер емкости вместо трубки при определении микропенетрации и деэмульгирующей способности, и подставку для установки емкости.

Изобретение относится к области биомедицинских технологий, касается способа определения коэффициента вязкости крови с использованием стандартного медицинского лабораторного оборудования, которое может быть использовано для гемореологического экспресс-анализа, непосредственно во время процедуры забора крови для лабораторных анализов осуществлять определение (замер) вязкости крови - важного информативного и диагностического показателя как самой крови и сосудистой системы, так и некоторых органов, изменяющих при заболеваниях реологические свойства крови.

Изобретение предназначено для применения в химической промышленности, агропромышленном комплексе, производстве строительных материалов и других отраслях. Способ определения коэффициента неоднородности смеси трудноразделимых сыпучих материалов включает подсчет числа проб, минимально допустимого веса пробы, отбор проб смеси и ее компонентов.

Изобретение относится к области определения физико-механических свойств порошкообразных материалов - текучести, то есть способности порошка протекать через данное сечение в единицу времени под воздействием движущей силы.

Изобретение относится к технической физике, а именно к способам контроля и измерения физических параметров веществ, и предназначено для экспресс-диагностики однородности высокотемпературных металлических расплавов на основе Fe, Со, Ni в условиях цеха, путем бесконтактного определения вязкости этих расплавов посредством измерения параметров затухания крутильных колебаний тигля с образцом сплава в измерительной установке.

Изобретение относится к способам контроля физико-химических свойств жидкостей, в частности к способам контроля вязкости, и может найти применение в различных отраслях промышленности, например химической, нефтехимической и др.

Изобретение относится к области анализа нефтепродуктов и позволяет определить прокачиваемость и фильтруемость нефтепродуктов при низких температурах, а также степень их загрязнения.

Изобретение относится к реометру для густых материалов, а также к устройству и способу оценки создаваемого для преодоления сопротивления подаче густого материала в трубопроводе давления подачи с помощью такого реометра.

Изобретение относится к области приборного исследования строительных материалов путем определения их физических свойств, в частности к исследованию реологических свойств текучих сред (предельного сопротивления сдвига, вязкости, градиента скорости деформирования) и анализа материалов путем определения их текучести и может быть использовано для определения реологических свойств у различных формовочных смесей специальных бетонов, оценки этих свойств и классификации смесей по реологическим свойствам. Способ определения реологических свойств высокотекучих формовочных смесей включает заполнение устройства исследуемыми смесями, выполнение измерений и их регистрацию, по которому формовочную смесь заливают в трубу, установленную вертикально с возможностью осевого перемещения без зазора между нижним торцом трубы и днищем поддона. Затем поднимают трубу на заданную величину зазора между нижним торцом трубы и днищем поддона, при этом формовочная смесь выливается из трубы и свободно растекается на днище поддона, измеряют и фиксируют требуемые методикой параметры: высоту столба смеси, оставшейся в трубе; время вытекания смеси из трубы от начала до конца вытекания; размер пятна расплывшейся формовочной смеси, и прибор для реализации способа определения реологических свойств высокотекучих формовочных смесей. Прибор содержит емкость для заполнения формовочными смесями, в котором емкость для заполнения формовочными смесями выполнена в виде трубы, установленной вертикально с возможностью осевого перемещения, прибор снабжен поддоном, направляющей, жестко установленной на поддоне, и механизмом осевого перемещения трубы. При этом ход механизма осевого перемещения трубы выбран равным зазору между нижним торцом трубы и днищем поддона, удовлетворяющему требованиям способа определения реологических свойств формовочных смесей, при этом он снабжен системой заполнения поддона водой и организации циркуляции воды. Техническим результатом является упрощение методики испытаний и конструкция прибора, расширение эксплуатационных возможностей изделия, повышение достоверности получаемых результатов, снижение стоимости прибора и испытаний. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к машиностроению, в частности к испытаниям смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ), используемых при резании материалов. Способ оценки технологической эффективности смазочно-охлаждающей жидкости (СОЖ), по которому осуществляют измерение действительного коэффициента трения в течение 10-20 с применением оцениваемой СОЖ и без нее, максимальную скорость охлаждения температурного датчика в испытываемой СОЖ и на воздухе (без СОЖ) от температуры, возникающей в зоне резания, до комнатной температуры. Затем рассчитывают коэффициент комплексной эффективности по формуле: , где KСОЖ - коэффициент трения, полученный с применением испытываемой СОЖ; KбезСОЖ - коэффициент трения, полученный без применения СОЖ; VбезСОЖ - скорость охлаждения на воздухе; VСОЖ - скорость охлаждения, полученная с применением испытываемой СОЖ. Техническим результатом является значительное снижение трудоемкости и времени исследования эффективности СОЖ при заданных режимах, а также учет смазочного и охлаждающего действия СОЖ. 5 ил., 1 табл.

Настоящее изобретение относится к области металлургии и машиностроения. Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является определение вязкоупругих свойств металлов с помощью зондового акустического метода. Стенд для исследования вязкоупругих свойств металлов состоит из задающего переменный сигнал генератора, индукционного механического осциллятора, упругий элемент которого изготовлен в виде тонкой металлической балки с закрепленным на ней ударным зондом, а также образца для исследования, к которому подведен пьезоэлектрический звукосниматель. Сигналы с генератора и звукоснимателя подаются на двухканальный компьютерный осциллограф. Техническим результатом является возможность безразрушительной диагностики вязкоупругих свойств металлов и сплавов с помощью измерения амплитуды акустических сигналов, возникающих при ударе зонда о поверхность твердого тела. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретения относятся к измерительной технике, а именно к способам и устройствам для определения различных параметров жидкостей, в частности нефтепродуктов, хранимых или перевозимых в резервуарах, и могут быть использованы в системах определения объема и массы жидкостей. Датчик характеристик среды с вибрационным чувствительным элементом и встроенным термопреобразователем перемещают в исследуемой жидкости на различных уровнях погружения и измеряют плотность и вязкость жидкости, контролируя изменение частоты колебаний чувствительного элемента датчика, одновременно измеряя температуру жидкости. Измерение уровня производят путем подсчета количества сигналов за определенную длину перемещения датчика. Обрабатывая данные плотности, вязкости и температуры определяют такие параметры жидкости, как уровни ее расслоения и уровни границ раздела сред жидкость/воздух, нефтепродукт/подтоварная вода. Устройство для реализации способа содержит датчик 1, состоящий из вибродатчика 1.1 и термопреобразователя 1.2. Датчик 1 прикреплен к ленточному кабелю 2, наматываемому на барабан 3, который вращается шаговым двигателем 4. Кабель 2 при своем протягивании вращает измерительное колесо 5 с энкодером 6. Кабель 2 снабжен индуктивным датчиком 7 натяжения и датчиком 8 верхнего положения. Другой конец кабеля 2 соединен с электронным блоком 9. Техническим результатом является расширение функциональных возможностей и области применения. 2 н. и 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретения могут быть использованы в коксохимической промышленности. Способ подготовки угля для получения кокса включает набивание угля в емкость для получения образца, на который помещают материал, имеющий сквозные отверстия, проходящие сверху донизу, нагревают полученный образец и измеряют расстояние проникновения, на которое расплавленный образец проникает внутрь указанных сквозных отверстий. Расстояние проникновения индивидуальной марки угля устанавливают на заданном значении или на значении, меньшем, чем заданное. Заданное значение расстояния проникновения марки угля, который должен быть подготовлен, определяют по уравнениям: расстояние проникновения = 1,3 х а х logMFc (1) или расстояние проникновения = а' х logMFc+b(2), где а и а' постоянные, составляющие от 0,7 до 1,0 от коэффициента logMF, полученного с помощью измерения расстояния проникновения, и значения logMF, по меньшей мере, одного из углей, который удовлетворяет условию logMF < 2,5, и построения линии регрессии, которая проходит через начало координат, с использованием измеренных значений, и где MFc представляет собой максимальную текучесть по Гизелеру для угля, который должен быть подготовлен, а где b представляет собой постоянную, определенную с помощью среднего значения стандартного отклонения расстояния проникновения или больше и среднего значения, умноженного на 5, или меньше. Заданное значение расстояния проникновения должно составлять 15 мм или должно представлять собой среднее значение расстояния проникновения видов угля, умноженное на 2, или больше. Изобретения позволяют более точно оценить термопластичность угля и спекающей добавки и получить высокопрочный металлургический кокс. 8 н. и 20 з.п. ф-лы, 8 ил., 4 табл., 1 пр.

Изобретения могут быть использованы в коксохимической промышленности. Способ оценки термопластичности углей или спекающих добавок включает набивку угля или спекающей добавки в емкость с получением образца, размещение слоя набивки из частиц на образце, нагрев образца с поддержанием при этом образца и слоя набивки при постоянном объеме или с приложением постоянной нагрузки на слой набивки, измерение расстояния проникновения, представляющее собой термопластичность угля, на которое расплавленный образец проникает в полости слоя набивки, и оценку термопластичности образца с использованием измеренного значения. Способ получения кокса включает измерение расстояния проникновения, которое представляет собой термопластичность угля, по отношению к углю или углям, которые должны быть добавлены к смеси коксующихся углей и которые имеют логарифмическое значение максимальной текучести по Гизелеру, logMF, не меньше чем 3,0. Определяют отношение смешивания посредством определения пропорций углей, имеющих логарифмическое значение максимальной текучести по Гизелеру, logMF, не меньше чем 3,0, таким образом, чтобы средневзвешенное значение измеренного расстояния или расстояний проникновения было не больше 17 мм. Изобретения позволяют более точно оценить термопластичность угля и спекающей добавки и получить высокопрочный металлургический кокс. 5 н. и 17 з.п. ф-лы, 12 ил., 5 табл., 4 пр.

Настоящее изобретение касается расчета измерительной системой вязкости жидкости, подаваемой с измерительной системы на диагностический анализатор. Способ расчета вязкости жидкости в зонде, предназначенном для аспирации или дозирования, содержащий этапы, на которых: измеряют эталонное давление (Pэт., Pref), представляющее собой давление в измерительном наконечнике при отсутствии дозирования или аспирации. Затем производят дозирование или аспирацию жидкости при наличии объема воздуха между жидкостью и механизмом насоса зонда; прекращают аспирацию или дозирование. Далее измеряют давление (Pпрекр., Pstop) в наконечнике в момент времени (t), который представляет собой момент прекращения аспирации или дозирования. Затем измеряют давление (Pпрекр.', Pstop') в наконечнике в момент времени (t'), имеющий место после момента времени t и рассчитывают вязкость как функцию Pэт., Pпрекр. и Pпрекр.'. Техническим результатом является обеспечение возможности расчета вязкости при сравнительно малых объемах жидкости, в частности, в процессе измерения характеристик жидкости в диагностическом анализаторе, а также повышение точности. 3 н. и 18 з.п. ф-лы, 15 ил.

Изобретение относится к технической физике, а именно к способам и устройствам контроля физических параметров: вязкости, электропроводности, плотности, поверхностного натяжения у образцов металлических расплавов. Оно может быть использовано на металлургических предприятиях, в исследовательских центрах, при выполнении лабораторных работ в вузах. Предложенный способ, основанный на измерении параметров на одной из обмоток силового трансформатора, отличается тем, что измеренные параметры сравнивают с заранее заданной пороговой величиной, при достижении электрическим параметром пороговой величины принимают решение о прекращении работы нагревателя и его замены. Устройство, содержащее нагреватель, силовой трансформатор, терморегулятор, блок контроля параметров, подключенный к одной из обмоток силового трансформатора, датчик температуры, термопара, компьютер, соединенный с терморегулятором, датчиком температуры и блоками контроля электрических параметров, отличается тем, что в него введено устройство сравнения из двух блоков с регулируемыми порогами, мультиплексор, дифференцирующий блок, логическое устройство И, сигнальные входы мультиплексора соединены с блоком контроля параметров, его управляющий вход соединен с компьютером, а выходная шина соединена с одним из входов И, другой вход которого соединен с датчиком температуры, параллельно подключенным к одному из входов дифференцирующего блока и компьютеру, другой вход дифференцирующего блока соединен с выходом И, выходы блоков сравнения подключены к компьютеру, вход одного из блоков сравнения соединен с выходом дифференцирующего блока, вход другого блока сравнения соединен с выходом логического устройства И. Техническим результатом изобретения является устранение непредсказуемого прерывания экспериментов, ускорение, упрощение и удешевление экспериментов. 2 н. и 2 з.п. ф-лы, 6 ил.

Изобретение предоставляет датчик для расходомера, который может использоваться в различных устройствах для измерений параметров потока, использующих полупроводниковые либо керамические терморезисторы. Изобретение включает устройство для определения расхода потока жидкости, проходящего в трубе, изготовленной из материла, имеющего низкую теплопроводность, имеющее датчик, расположенный по меньшей мере частично внутри стенки трубы, при этом часть датчика, по сути, параллельна внутренней поверхности стенки, при этом датчик в рабочем состоянии соединен с управляющим и отображающим устройством. Датчик содержит печатную плату (РСВ), на которой установлены по меньшей мере два терморезистора: верхний по потоку терморезистор, служащий для базовых измерений, и расположенный на расстоянии нижний по потоку терморезистор с самоподогревом. Управляющее и отображающее устройство периодически измеряет электрическое сопротивление терморезисторов для формирования сигналов, которые обрабатываются электронными средствами управляющего и отображающего устройства для указания значений расхода потока. Технический результат - повышение точности измерения, надежности работы и расширение области применения. 8 з.п. ф-лы, 8 ил.

Изобретение относится к области микрофлюидики и может быть использовано для создания течения в капле жидкости и перемешивания жидкостей в малых объемах. Предложенный способ заключается в том, что каплю жидкости, в которой нужно создать течение, помещают на горизонтально расположенную тонкую упругую пластину со свободными краями, в которой возбуждают изгибные колебания с частотой собственных колебаний в интервале звуковых и ультразвуковых частот пьезоэлектрическим преобразователем. Из-за передачи капле жидкости распределенных колебаний пластины капля перемещается на участок поверхности с пучностью изгибных колебаний в пластине. С увеличением амплитуды колебаний пластины в капле жидкости возникают течения, направленные в нижнем слое капли в сторону центра пучности изгибных колебаний пластины. Течение в капле жидкости возникает за счет градиента давления, создаваемого в капле распределенными колебаниями поверхности пластины, амплитуда которых в центре пучности колебаний пластины оказывается максимальной. Техническим результатом является упрощение и увеличение эффективности способа создания течения в капле жидкости. 2 ил.
Наверх