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

Система конус/плита дозволяє вимірювати дуже низьку в'язкість, аж до 0.1 сПз.

3.7 Висока температура

Вимір в'язкості при високій температурі може бути простою задачею або дуже складної, залежно від матеріалу або величини температури. Іноді досить збільшити відстань між віскозиметром і розігрітим матеріалом за допомогою спеціальних подовжувачів. Для дуже складних застосувань (наприклад, розплавлене скло) потрібно використовувати спеціальні печі й муфелі й спеціально розроблені шпинделі з тугоплавких матеріалів. Це крайні випадки, між ними лежить більшість реальних застосувань. 1. Система Thermosel.

Дана система призначена для виміру в'язкості малої кількості матеріалу при підвищеній температурі, від +40 до +300ос. Звичайно вона продається в комплекті з віскозиметром, хоча можна замовити її окремо як аксесуар до будь-якої моделі віскозиметра (за винятком геометрії конус/плита).

Система містить у собі камеру й шпиндель із коаксіальною геометрією, електричну апаратуру нагрівання (термоконтейнер) і цифровий пропорційний контролер температури з датчиком RTD. Пропонуються три модифікації системи Thermosel:

ручна система в комплекті з аналоговим віскозиметром;

система з аналоговим виходом для реєстрації температури й в'язкості в комплекті із цифровим віскозиметром;

система із програмувальним контролером температури й з можливістю підключення до персонального комп'ютера.

Для системи Thermosel потрібне невелика кількість зразка, від 8.0 до 13.0 мол залежно від шпинделя. Коаксіальна геометрії дозволяє вимірювати швидкість зрушення в діапазоні від 0.08 до 93.0 сек-1 (залежно від шпинделя й моделі віскозиметра). 2. Рідинні термостати.

Рідинні термостати Брукфильда також можна використовувати для виміру в'язкості при підвищених температурах. Деякі моделі мають робочий максимум 200ос. Більше докладна інформація наведена в разд. 3.3. Система конус/плита з убудованим нагрівачем.

Віскозиметри й реометри серії САР мають високотемпературну плиту, що нагрівається до 325ос, що дозволяє працювати зі смолами й полімерами. Спеціальна модифікація реометра R/S (R/S CPE-E) дозволяє розігрівати плиту до 250оС. Малий розмір зразка забезпечує швидке досягнення робочої температури.

3.8 Швидкість зрушення

У багатьох випадках потрібно виміряти абсолютну в'язкість продукту, для чого потрібно визначити швидкість зрушення. Нижче перераховані моделі приладів і адаптерів, що дозволяють визначити швидкість зрушення, і номера розділів утримуючих більше докладну інформацію.

Циліндричні шпинделі Адаптер UL Адаптер DIN Адаптер SS Система Thermosel Віскозиметри з геометрією конус/плита Віскозиметр САР Реометр R/S

3.9 Висока швидкість зрушення

Більшість моделей віскозиметрів Брукфильда орієнтовано на відносно невисокі швидкості зрушення, звичайно не вище 100 з-1.Деякі моделі віскозиметрів у комплекті з адаптерами UL , SS і системою Thermosel розвивають швидкість зрушення до 300 з-1. Для досягнення більше високих швидкостей зрушення варто використовувати геометрію конус/плита або реометри PVS і R/S. 1. Віскозиметри й реометри з геометрією конус/плита.

Віскозиметри з геометрією конус/плита дозволяють визначити абсолютну в'язкість малої проби продукту при певній швидкості зрушення й напрузі зрушення. Об'єм проби становить усього 0.5-2.0 мол, а швидкість зрушення має діапазон 0.6-1875 сек-1 (залежно від моделі віскозиметра й використовуваного конуса). Вимірювальна частина укладена в подвійний кожух для контролю температури.

Повний діапазон виміру в'язкості становить від 0.1 сПз до 2.6 мільйонів сПз. Хоча окремий прилад не покриває весь діапазон, використання змінних шпинделів забезпечує кожному віскозиметру дуже широкий діапазон виміру.

Геометрію конус/плита можна використовувати з різними моделями цифрових віскозиметрів. Настійно рекомендується також придбати рідинної термостат для точного контролю температури.

Геометрія конус/плита завжди поставляється разом з віскозиметром. ЇЇ не можна придбати окремо як аксесуар або для модифікації наявного віскозиметра. Віскозиметр можна також використовувати й зі звичайними дисковими й циліндричними шпинделями, однак буде потрібно подовжений штатив. 2. Віскозиметри й реометри САР.

Прилади серії САР мають геометрію конус/плита й забезпечують високу швидкість зрушення. Вони розроблені для досліджень і контролю якості таких матеріалів, як фарби, покриття, смоли, чорнило, косметика, фармацевтичні вироби й продукти. Всі прилади серії САР мають убудований контроль температури, об'єм проби не перевищує 1 мол.

САР 1000 являє собою одношвидкісний віскозиметр, 750 про/хв при 50 Гц і 900 про/хв при 60 Гц. Швидкість зрушення становить 12000 сек-1 і 3000 сек-1 при 60 Гц і 10000 сек-1 і 2500 сек-1 при 50 Гц (залежно від шпинделя).

САР 2000 дозволяє міняти швидкість обертанні від 50 до 1000 про/хв. Діапазон виміру в'язкості становить 0.1 - 1500 Пз (0.1 - 1500 Па*с) при швидкостях обертання від 166 до 13300 сек-1. САР 1000 відповідає вимогам стандартів BS 3900, ISO 2884 і ASTM D 4287. 3. Реометр R/S.

Даний реометр забезпечує швидкість обертання 4100 сек-1 при коаксіальній геометрії й 4800 сек-1 при геометрії конус/плита. Максимальна швидкість обертання становить 800 про/хв. 4. Реометр PVS.

Даний реометр призначений для виміру в'язкості при високому тиску й температурі. Діапазон тиску від атмосферного до 1000 psi і діапазон температур від -40 до +200ос дозволяють широко використовувати реометр для дослідження бурових розчинів, пульпи й паперу, пластиків, нафтохімічних продуктів і аерозолів. Реометр має швидкості обертання від 0.05 до 1000 об/хв і відповідні швидкості зрушення від 0.01 до 1700 сек-1 . Датчик крутний моменту розташований у підшипнику й не підданий впливу високого тиску й температури.

3.10 Визначення зрушення напруги

Реометр R/S

Даний реометр відрізняється від всіх інших приладів Брукфильда тим, що задається не швидкість обертання шпинделя, а напруга зрушення. Такий підхід має кілька переваг: дуже широкий діапазон виміру в'язкості, можливість вимірювати границю текучості й можливість вивчати високов'язкі гелі.

Пропонується кілька моделей реометра R/S. Модель із коаксіальною геометрією комплектується шпинделями DIN діаметром 8, 14, 25, 45 і 48 мм. Модель із геометрією конус/плита комплектується конусами з кутом 1 і 2 градуси діаметром 2.5, 5.0 і 7.5 див. Також доступна геометрії плита/плита із плоскими плитами діаметром 2.5, 5.0 і 7.5 див. Дана геометрія оптимальна для екстремальне грузлих речовин або речовин, що містять тверді частки.

Прилад для випробувань м'яких матеріалів R/S SST.

Дана версія реометра призначена для проведення спеціальних досліджень, наприклад вивчення плинності матеріалів. Це відмінний спосіб вивчення продуктів, які не можна піддавати зрушенню перед виміром.

У реометрі використовуються шпинделі з лопатевою геометрією й дуже низькими швидкостями зрушення й напругами зрушення, що дозволяє вивчати в’язко еластичні характеристики таких матеріалів, як пасти, гелі, парафини й глинисті розчини.

3.11 Нетекучі матеріали

Вивчення нетекучих і слаботекучих матеріалів являє собою серйозну проблему. При обертанні шпинделя в продукті прорізаються свого роду канали, у результаті чого прилад показує дуже низьку в'язкість, що не відповідає дійсності. Брукфильд пропонує кілька рішень даної проблеми. 1. Стійка спірального руху.

До цієї стійці можна приєднати будь-який віскозиметр Брукфильда. Стійка повільно рухається нагору й долілиць (зі швидкістю 7/8 дюйма у хвилину), у той час як Т-Образний шпиндель обертається в досліджуваному матеріалі. Поперечина шпинделя, рухаючись по спіралі, постійно попадає в "свіжий" матеріал. Тим самим зникає тунельний ефект, властивим звичайним шпинделям.

У комплект поставки входять 6 Т-Образних шпинделів і спеціальної з'єднання для підключення шпинделя до віскозиметра.

2. Спіральний адаптер

Даний адаптер дозволяє вивчати пасто подібні матеріали, такі як паяльні пасти, продукти, косметику й ліки. Адаптер має внутрішній різьбовий шпиндель, що обертається усередині коаксіального циліндра. При обертанні шпинделя проба постійно подається через адаптер. Вимір виробляється після того, як установився постійний плин. Вимір в умовах постійного плину (у порівнянні з іншими методами) менш відчутно до неоднорідності проби. 3. Лопатеві шпинделі.

Лопатеві шпинделі при зануренні в пробу не порушують структуру зразка. При обертанні шпинделя матеріал захоплюється лопатами й утворить віртуальний циліндр. Дискові шпинделі дозволяють одержати повні реологічні дані, їх можна використовувати з будь-яким віскозиметром Брукфильда й з реометром R/S-SST.

3.12 Спеціальні аксесуари

Наступні аксесуари можна замовити для використання разом з віскозиметрами й реометрами Брукфильда. 1. Швидке з'єднання. Даний пристрій дозволяє швидко приєднати/від'єднати шпиндель. Це заощаджує час і дозволяє уникнути небезпеки зіпсувати різьблення. Швидке з'єднання виконане з нержавіючої сталі й може бути використане з дисковими шпинделями LV, RV, HA, HB і з Т-Образними шпинделями. 2. Подовжувач шпинделя. Подовжувач шпинделя може знадобитися в ситуаціях, коли потрібно збільшити дистанцію між віскозиметром і пробій (максимум 6 футів). Подовжувач типу D установлюється між віскозиметром і шпинделем і використовується в ситуаціях, коли можна спостерігати глибину занурення шпинделя. Тип S містить у собі частину, що занурюється, шпинделя й використовується в ситуаціях, коли не можна спостерігати глибину занурення шпинделя.

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7