Способ определения вязкости жидкости



Способ определения вязкости жидкости
Способ определения вязкости жидкости
Способ определения вязкости жидкости

 


Владельцы патента RU 2574865:

Государственное унитарное предприятие "Институт нефтехимпереработки Республики Башкортостан" (ГУП "ИНХП РБ") (RU)

Изобретение относится к автоматизации технологического контроля производственных процессов в химической и нефтехимической промышленности. Способ измерения вязкости жидкости ротационным вискозиметром включает создание и измерение разности давлений в нагнетательной и всасывающей камерах ротационного насоса, измерение скорости вращения ротора, с последующим нахождением искомого параметра расчетным путем. При этом измерения проводят в динамическом режиме и дополнительно измеряют крутящий момент на приводном валу насоса, температуру на выходе насоса, далее рассчитывают вязкость контролируемой жидкости по формулам:

где:

A, F, G - постоянные коэффициенты;

Δ p - разность давлений в нагнетательной и всасывающей камерах;

n - скорость вращения ротора;

t - температура на выходе насоса;

Мпр - крутящий момент, затрачиваемый на приводном валу насоса;

t0 - приведенная температура.

Целесообразно в качестве ротационного насоса использовать роторно-вращательный насос. Техническим результатом является упрощение способа и повышение его надежности. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к автоматизации технологического контроля производственных процессов в химической и нефтехимической промышленности.

Известен способ измерения вязкости жидкости на капиллярном вискозиметре, включающем шестеренчатый насос с термостатируемым капилляром и дифманометр, основанный на измерении перепада давления на капилляре при постоянном объемном расходе через него контролируемой жидкости (Фарзане И.Г. Технологические измерения и приборы. М.: в.ш. 1989, с. 54).

Как показывает опыт, эти вискозиметры не получили распространения в системах автоматического контроля технологических процессов. В реальных условиях эксплуатации, например в производстве полиэтилена, такие вискозиметры неработоспособны из-за забивки капилляра.

Известен способ измерения вязкости жидкости легкорасслаивающихся суспензий на ротационном вискозиметре путем создания циркуляции суспензии в рабочем зазоре между коаксиальными цилиндрами за счет перепада давлений по высоте зазора и поддержания этого перепада на расчетном значении (а.с. СССР №1242757, МПК4 G01N 11/14, опубл. 07.07.1986).

Однако такие ротационные вискозиметры достаточно сложны по конструкции. Кроме того, необходимость регулирования перепада давления и поддержания его в расчетном интервале значений усложняет процесс измерений, что, в конечном счете, ухудшает эксплуатационные характеристики таких вискозиметров, в частности надежность при измерении вязкости на потоке.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ измерения вязкости, включающий создание разности давлений при циркуляции жидкости в кольцевом зазоре ротационного вискозиметра, измерение разности давлений и скорости вращения ротора с последующим нахождением искомого параметра расчетным путем, в котором в качестве ротационного вискозиметра используют винтовой насос, причем в момент измерений перекрывают выход насоса, а вязкость рассчитывают по формуле:

где n - скорость вращения шнека насоса;

Δp - разность давлений;

А - постоянный коэффициент

(патент RU 2029284, МПК6 G01Ν 11/14, опубл. 20.02.1995).

Однако такой вискозиметр достаточно сложен в обслуживании и по конструкции. Кроме того, необходимость периодического перекрывания выхода насоса с ожиданием момента установления стационарного перепада давления между входной камерой насоса и камерой нагнетания усложняет процесс определения вязкости жидкости, что, в конечном счете, ухудшает эксплуатационные характеристики таких вискозиметров, в частности надежность и непрерывность при измерении вязкости на потоке.

Целью изобретения является упрощение способа определения вязкости жидкости и повышение его надежности.

Цель достигается тем, что в способе измерения вязкости жидкости ротационным вискозиметром, включающем создание и измерение разности давлений в нагнетательной и всасывающей камерах ротационного насоса, измерение скорости вращения ротора, с последующим нахождением искомого параметра расчетным путем, согласно изобретению, измерения проводят в динамическом режиме, при этом дополнительно измеряют крутящий момент на приводном валу насоса, температуру на выходе насоса и рассчитывают вязкость контролируемой жидкости по формулам:

где:

A, F, G - постоянные коэффициенты;

Δp - разность давлений в нагнетательной и всасывающей камерах;

n - скорость вращения ротора;

t - температура на выходе насоса;

Мпр - крутящий момент, затрачиваемый на приводном валу насоса;

t0 - приведенная температура.

Целесообразно в качестве ротационного насоса использовать роторно-вращательный насос.

Измерение вязкости жидкости в динамическом режиме работы устройства позволяет упростить процесс определения вязкости жидкости, что в конечном итоге улучшает эксплуатационные характеристики вискозиметра и обеспечивает надежность измерений.

На фигуре изображен пример чертежа устройства, используемого для осуществления предлагаемого способа определения вязкости контролируемой жидкости.

Устройство содержит термостат 1 с датчиком измерения температуры 2, привод 3 с редуктором 4 роторно-вращательного (шестеренного) насоса 5, линии 6 и 7, соответственно, подвода контролируемой жидкости к всасывающей камере 8 и отвода жидкости из нагнетательной камеры 9 насоса 5; датчик 10 разности давлений Δp в нагнетательной и всасывающей камерах насоса 5, датчик 11 скорости вращения n ротора 12 насоса 5, датчик 13 измерения крутящего момента Мпр на приводном валу насоса (на рисунке не показан), вычислительное устройство 14.

"Чувствительным элементом" данного устройства является шестеренный насос 5 с приводом 3 и редуктором 4. Этот элемент помещают в термостат 1, которым обеспечивают изотермические условия контроля.

Способ осуществляют следующим образом.

Ротационный вискозиметр (шестеренный насос 5 с приводом 3 и редуктором 4) размещают на трубопроводе или на байпасе с потоком контролируемой жидкости, включают, и контролируемая жидкость по линии 6 поступает через нагнетательную камеру 9 насоса 5 во всасывающую камеру 8, затем выходит по линии 7.

При этом в вычислительное устройство 14 подаются сигналы:

- Δр (разности давлений в нагнетательной и всасывающей камерах насоса) от датчика 10;

- n (скорости вращения ротора) от датчика 11;

- Мпр (крутящего момента на приводном валу насоса) от датчика 13.

Из формулы (1) по измеренным значениям режимных параметров n, Мпр, Δp рассчитывают вязкость μ контролируемой жидкости при измеряемой температуре t. По формуле (2) с учетом известных из справочной литературы закономерностей зависимости вязкости от температуры для контролируемой жидкости пересчитывают значение вязкости на значение вязкости для при веденной температуре t0.

В вычислительном устройстве 14 производится вычисление значения вязкости μ при температурах t и t0.

Контроль вязкости выполняют непрерывно в динамическом режиме.

Таким образом, данное изобретение позволяет осуществить определение вязкости жидкости в динамическом режиме работы устройства, что упрощает способ и повышает его надежность.

1. Способ измерения вязкости жидкости ротационным вискозиметром, включающий создание и измерение разности давлений в нагнетательной и всасывающей камерах ротационного насоса, измерение скорости вращения ротора, с последующим нахождением искомого параметра расчетным путем, отличающийся тем, что измерения проводят в динамическом режиме, при этом дополнительно измеряют крутящий момент на приводном валу насоса, температуру на выходе насоса и рассчитывают вязкость контролируемой жидкости по формулам:


где:
A, F, G - постоянные коэффициенты;
- разность давлений в нагнетательной и всасывающей камерах;
n - скорость вращения ротора;
t - температура на выходе насоса;
Мпр - крутящий момент, затрачиваемый на приводном валу насоса;
t0 - приведенная температура.

2. Способ измерения вязкости жидкости по п. 1, отличающийся тем, что в качестве ротационного насоса используют роторно-вращательный насос.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к устройствам для непрерывного контроля процессов гелеобразования в молочных сгустках при производстве сыров и кисломолочных продуктов, а также для контроля процессов гелеобразования в других отраслях промышленности, производящих или применяющих структурированные жидкости.

Изобретение относится к диагностической медицинской технике и может быть использовано при оценке вязкости крови. Устройство включает ротор, средство приведения ротора во вращение, средство регистрирующее параметры вращения ротора, измерительную ячейку, причем ротор размещен внутри измерительной ячейки с зазором, при этом ротор и измерительная ячейка выполнены таким образом чтобы соблюдалось условие: 1,0<δ<1,03 или 1,03<δ≤1,1, где δ отношение радиуса измерительной ячейки к радиусу ротора.

Настоящее изобретение относится к устройствам для исследования реологических характеристик материалов и способам использования данных устройств. Более конкретно, объектом настоящего изобретения являются импеллерные чувствительные элементы для исследования реологических характеристик жидкостей, содержащих твердые частицы, в различных условиях обработки.

Изобретение относится к технике измерения вязкости веществ, а именно к устройствам для измерения эффективной вязкости материала с помощью ротационного вискозиметра.

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения коэффициента динамической вязкости текучих сред со сложными реологическими свойствами, зависящими от скорости сдвига, давления и температуры.

Изобретение относится к приборостроению и может быть использовано при изготовлении вискозиметров для измерения реологических свойств жидкостей. .

Изобретение относится к медицинской технике, а именно к устройствам и способам исследования биомеханических свойств крови. .

Изобретение относится к измерительной технике, в частности к аэрогидродинамическим устройствам для определения вязкости, и может найти применение в различных отраслях промышленности при контроле состава и свойств жидкостей.

Изобретение относится к области контрольно-измерительной техники и может быть использовано для измерения вязкости жидкостей, а также контроля готовности и качества полимерных и других растворов, например, при производстве полимерных волокон.

Изобретение относится к устройствам для непрерывного контроля процесса образования молочного сгустка при производстве сыров и кисломолочных продуктов. .
Наверх