Курсовая работа: Методи, прибори й засоби для вимірювання в'язкості

Цифрові віскозиметри (за винятком моделі DV-E) можна також використовувати з геометрією конус/плита.

Стандартні моделі віскозиметрів мають множина модифікацій, наприклад моделі із проміжним крутний моментом пружини. Щоб підібрати модель, оптимальну для Ваших задач, найкраще одержати консультацію в місцевого представника Брукфильда.

Деякі моделі розроблені спеціально для специфічних застосувань і не сумісні із традиційними віскозиметрами. Так модель KU-1 дозволяє вимірювати в'язкість в одиницях Кребса й призначена для лакофарбової індустрії. Модель САР-1000 дозволяє працювати з дуже високими швидкостями зрушення (10000, 12000 з-1) при дослідженні смол, полімерів і фарб.

3.2 Реометри

Досить істотною перевагою реометра DV-III+ є можливість двостороннього зв'язку з персональним комп'ютером. Це дозволяє легко програмувати й управляти складними процедурами виміру. Також можна зберігати всі результати й, при необхідності, перетворювати їх у формат Excel або іншого табличного процесора. Можна одержати результати у вигляді графіків, що особливо корисно при інтерпретації кривої плину. Графіки випробування різних зразків можна порівнювати, накладаючи один на одного.

Реометр R/S відрізняється від інших моделей тим, що контрольованим параметром є не швидкість обертання шпинделя, а напруга зрушення. Серед інших переваг цього підходу можна виділити широкий діапазон вимірюваної в'язкості, можливість виміру границі текучості й можливість роботи з високов'язкими гелями. Як DV-III+, так і R/S дозволяють одержати детальну інформацію про поводження матеріалів і можуть працювати незалежно або під керуванням персонального комп'ютера.

Реометр САР-2000 із системою конус/плита забезпечує широкий діапазон швидкостей зрушення. Він спеціально сконструйований для використання у важких заводських умовах і може працювати незалежно або під керуванням персонального комп'ютера.

Реометр PVS забезпечує вимір під тиском і звичайно використовується для дослідження бурових розчинів і флюїдів для розриву шару в нафтогазовій індустрії.

Відносно новий реометр YR-1 є недорогим рішенням для виміру границі текучості з метою контролю якості.

3.3 Геометрія шпинделів

Всі віскозиметри й реометри Брукфильда поставляються з набором шпинделів, придатним для більшості стандартних застосувань. Однак нерідкі ситуації, коли необхідно використовувати спеціалізовані шпинделі. Брукфильд надає широкий вибір шпинделів і аксесуарів для різних цілей, більшість із них описано в даному розділі. Всі шпинделі виконані з нержавіючої сталі марки 300 і не мають потреби в обслуговуванні. За замовленням поставляються шпинделі для спеціальних застосувань, наприклад для особливо агресивних середовищ.

1. Дискові шпинделі

Дискові шпинделі входять у стандартний комплект поставки віскозиметрів LV (шпинделі №2 і №3) і RV/HA/HB (шпинделі з №2 по №6) і призначені для звичайних вимірів в'язкості в посудинах ємністю від 600 мол і вище. Вона забезпечують точний і відтворений вимір гаданої в'язкості більшості флюїдів. 2. Циліндричні шпинделі. Циліндричні шпинделі (№1 і №4 для серії LV, №7 для серій RV/HA/HB) мають певну геометрію, що дозволяє крім в'язкості розрахувати також швидкість зрушення й напруга зрушення. У всіх інших аспектах вони ідентичні дисковим шпинделям. Завдяки певній геометрії циліндричні шпинделі частково придатні для виміру не-ньютоновських рідин. Доступні також циліндричні еквіваленти дискових шпинделів №12 і №3 серії LV. 3. Коаксіальні циліндри.

Геометрія коаксіальних циліндрів забезпечує їхнє застосування для тих задач, де обов'язково потрібно знати швидкість зрушення й напругу зрушення. Різні аксесуари Брукфильда мають коаксіальну геометрію, крім того кожний з них забезпечує унікальні можливості для конкретних застосувань. Це наступні аксесуари:

адаптер для малих зразків SS;

адаптер для низької в'язкості UL;

адаптер для контролю температури Thermosel;

адаптер DIN;

спіральний адаптер.

4. Конус/плита.

Геометрія конус/плита дозволяє вимірювати абсолютну в'язкість при певних з високою точністю швидкості зрушення й напрузі зрушення. Необхідний об'єм зразка дуже малий і контроль температури здійснюється дуже просто. Дана геометрія ідеально придатна для вивчення характеристик не-ньютоновських рідин і може бути використана разом з віскозиметром Cone/Plate, реометром САР 2000 і реометром R/S . 5. Т-Образні шпинделі.

Як правило ці шпинделі використовуються спільно зі стійкою спірального руху (вони входять у комплект поставок даного адаптера) і дозволяють працювати з не текучими або слабко поточними матеріалами, такими як пасти, креми й гелі. Результати виміру є "гаданими", оскільки особлива геометрія шпинделів не дозволяє визначити швидкість зрушення або напруга зрушення.

6. Лопатеві шпинделі

Лопатевої шпінель, занурений у досліджуваний матеріал, захоплює при обертанні частина проби й створює "циліндр", дозволяючи розрахувати швидкість зрушення й напруга зрушення. Даний шпиндель дозволяє робити дослідження не текучих і слабко текучих матеріалів і розраховувати для них границя текучості. Лопатеві шпинделі можна використовувати разом з більшістю моделей віскозиметрів Брукфильда.

3.4 Контроль температури

Для одержання точних і відтворених результатів настійно рекомендується контролювати температуру в процесі виміру. 1. Рідинні термостати.

Термостати можна використовувати для контролю температури при проведенні типових реологічних вимірів. Пропонується два основних типи термостатів: тільки із прокачуванням і з резервуаром і прокачуванням.

Перший тип можна використовувати тільки разом із пристроями, що мають подвійний кожух, наприклад з адаптером конус/плита або адаптером SS. Другий тип придатний для всіх пристроїв, тому що крім прокачування через кожух у резервуар термостата можна встановлювати посудини з досліджуваним матеріалом.

Більшість термостатів мають верхню межу температури 120ос (залежно від використовуваного теплоносія). Для роботи при температурі біля кімнатної або нижче необхідно підключення охолодного пристрою, хоча пропонуються також і кріостати. Для правильного вибору рідинного термостата звернетеся до локального представництва Брукфильда. 2. Система Thermosel.

Дана система призначена для виміру в'язкості малої кількості матеріалу при підвищеній температурі, від +40 до +300ос. На відміну від термостатів, система не використовує рідкого теплоносія. Більше докладна інформація наведена в раз. 7.3. Система на базі елементів Пельтье.

Віскозиметр САР 1000, реометр САР 2000 і реометр R/S CPS-P1 мають убудовані елементи Пельтье й дозволяють швидко встановлювати й підтримувати потрібну температуру.

3.5 Малий об'єм різця

Для зразка як правило використовується хімічна склянка Грифина ємністю 600 мол. У багатьох випадках неможливо забезпечити таку кількість проби, тоді варто застосовувати який-небудь із описаних адаптерів. 1. Адаптер SS.

Даний адаптер спеціально сконструйований для роботи з малим об'ємом, має подвійний кожух, коаксіальну геометрію й може використовуватися спільно з усіма віскозиметрами Брукфильда (за винятком моделей з геометрією конус/плита). Необхідний об'єм зразка становить 2.0 - 16.0 мол (залежно від моделі адаптера). Також від моделі залежить діапазон виміру, у цілому від 5.0 до 10000000 саз при швидкостях зрушення від 0.066 до 93 з-1. Подвійний кожух дозволяє підключити циркулятор для контролю температури. 2. Адаптер UL.

Основне призначення даного адаптера - вимір низької в'язкості. Необхідний об'єм зразка - 16 мол. Більше докладна інформація наведена в раз. 6.1. 3. Адаптер DIN.

Даний адаптер (як і UL) призначений для виміру низької в'язкості у відповідності зі стандартом DIN 53019 у діапазоні від 1до 50000 сПз. 4. Система Thermosel.

Дана система дозволяє вимірювати в'язкість при температурі до 300 ос. Коаксіальна геометрії жадає від 8.0 до 13.0 мол проби (залежно від моделі шпинделя). 5. Системи конус/плита.

При дуже низьких об'ємах проби рекомендується використовувати систему конус/плита, у цьому випадку потрібно від 0.5 до 2.0 мол проби (залежно від шпинделя). Для геометрії САР і R/S потрібно менш 1 мол проби.

3.6 Низька в'язкість

Віскозиметри й реометри Брукфильда мають дуже високий діапазон виміру в'язкості, однак у деяких випадках потрібно виконати вимір дуже низької в'язкості, за межами стандартного діапазону. Описані нижче адаптери дозволяють вирішити цю проблему. 1. Адаптер UL.

Даний адаптер спеціально сконструйований для виміру низької в'язкості на віскозиметрах LV, хоча може використовуватися й з іншими моделями. При роботі з віскозиметрами LVF або LVT діапазон виміру становить 1.0 - 10.0 сПз, швидкість зрушення 73.4 з-1 при швидкості обертання 60 про/сек. Для інших моделей віскозиметрів нижня межа виміру становить: RVT - 6.4 сп, НАТ - 12.8 сПз, НВТ - 51.2 сПз.

UL адаптер використовує коаксіальну геометрію зі знімається крив, що, на зовнішньому циліндрі. Із установленою кришкою потрібно 16 мол проби й адаптер можна занурити в рідинної термостат. Зі знятою кришкою можна використовувати посудину практично будь-якого розміру. 2. Адаптер SS.

При деяких комбінаціях шпиндель/камера даний адаптер дозволяє вимірювати в'язкість нижче стандартного діапазону. 3. Система Thermosel.

При деяких шпинделях дана система дозволяє вимірювати в'язкість нижче стандартного діапазону. 4. Система конус/плита.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7