×
20.04.2015
216.013.442a

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения вязкости жидкостей. Способ определения вязкости неньютоновских жидкостей включает прокачку их через канал, а вязкость определяется из выражения , где: η - вязкость неньютоновской жидкости, Па·с; N - полезная мощность, затрачиваемая на секундный сдвиг, Вт; r - радиус внутренней поверхности трубы, м; r - средний радиус потока неньютоновской жидкости, м; - средняя скорость потока водной суспензии, м·с; t - время истечения струи суспензии из насадки, с. Техническим результатом является упрощение способа определения вязкости неньютоновских жидкостей, главным образом, за счет использования в качестве входных параметров, значений мощности, затрачиваемой на секундный сдвиг, полученной с помощью измерительной техники.
Основные результаты: Способ определения вязкости малоконсистентных неньютоновских жидкостей, включающий их прокачку через канал, расчет секундного расхода и средней скорости потока, отличающийся тем, что вязкость определяется из выражения , гдеη - вязкость неньютоновской жидкости, Па·с;N - полезная мощность, затрачиваемая на секундный сдвиг, Вт;r - радиус внутренней поверхности трубы, м;r - средний радиус потока неньютоновской жидкости, м; - средняя скорость потока водной суспензии, м·с;t - время истечения струи суспензии из насадки, с.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к способам измерения вязкости жидкостей.

Известен способ измерения вязкости жидкости, включающий определение времени истечения ее фиксированного объема через капилляр с заданным диаметром живого сечения [1].

Недостатком способа [1] является невозможность измерения вязкости неньютоновских жидкостей.

Известен способ измерения вязкости жидкости, включающий прокачку жидкости через канал известного диаметра, определение напряжения и скорости сдвига на стенке канала [2].

Недостатком способа [2] является невозможность измерения зависимости вязкости от скорости сдвига при заданной скорости движения жидкости.

Известен способ измерения вязкости неньютоновских жидкостей, включающий их прокачку через цилиндрический канал, определение напряжения сдвига, скорости сдвига, профиля распределения скоростей потока в поперечном сечении канала и зависимости вязкости от скорости сдвига из выражения , где: η - вязкость жидкости, Па·с; τ(x) - напряжение сдвига, Па; γ′(x) - скорость сдвига, с-1; x - текущая координата вдоль оси канала, м [3].

Недостатком способа [3] является сложность, большая трудоемкость и длительность процесса определения напряжения сдвига, требующего достаточно дорогого аппаратурного оснащения.

Наиболее близким по технической сущности является способ определения вязкости неньютоновских жидкостей, включающий их прокачку через канал, расчет секундного расхода и средней скорости потока, при этом вязкость неньютоновских жидкостей определяется из выражения , где

ηв - вязкость воды (ньютоновской жидкости, принимается по справочным данным), Па·с;

ηс - вязкость суспензии (неньютоновской жидкости), Па·с;

- средняя скорость потока воды (расчетная величина), м·с-1;

- средняя скорость потока водной суспензии (неньютоновской жидкости, расчетная величина) м·с-1 [4].

Недостаток способа [4] заключается в необходимости использования реологических параметров промежуточной ньютоновской жидкости (воды) ηB, и, как следствие этого, с целью их нахождения, в введении дополнительных операций в цепочку основных.

Изобретение решает задачу упрощения способа определения вязкости неньютоновских жидкостей, с созданием предпосылок для усовершенствования экспресс - метода по его осуществлению, применительно к производственным условиям, например, при обработке и транспортировании по технологическим трубопроводам малоконсистентных древесноволокнистых водных суспензий.

Технический результат заключается в упрощении способа определения вязкости малоконсистентрых неньютоновских жидкостей [4], главным образом, за счет использования в качестве входных параметров, значений мощности, затрачиваемой на секундный сдвиг, полученной с помощью измерительной техники.

Для обеспечения технического результата, в способе определения вязкости неньютоновских жидкостей, включающем их прокачку через канал, расчет секундного расхода и средней скорости потока, согласно изобретению, вязкость определяется из выражения , где

ηС - вязкость неньютоновской жидкости, Па·с;

NС - полезная мощность, затрачиваемая на секундный сдвиг, Па·с;

r - радиус внутренней поверхности трубы, м;

rСР - средний радиус потока неньютоновской жидкости, м;

- средняя скорость потока водной суспензии, м·с-1;

t - время истечения струи суспензии из насадки, с.

В отличие от известных способов [1, 2, 3, 4], в предлагаемом решении, в качестве основных входных параметров, замеряются значения мощности NС, затрачиваемой на секундный сдвиг, время истечения струи из насадки t и радиус r внутренней поверхности трубы, рассчитывается значения среднего радиуса rСР, средней скорости потока в трубопроводе, концентрации С. При известных значениях данных входных параметров, задача определения вязкости ηС неньютоновской жидкости существенно упрощается. Кроме того, для создания компактного экспресс-метода измерения вязкости неньютоновских жидкостей в производственных условиях в предлагаемом решении (по сравнению с известными способами [1, 2, 3, 4]) потребуется недорогое и в конструктивном отношении более простое приборное оснащение. Представленная формула определения вязкости ηС неньютоновских жидкостей выведена авторами аналитическим путем и подтверждена результатами эксперимента. Экспериментальное определение вязкости было проведено в проблемной лаборатории кафедры «Машины и аппараты промышленных технологий» СибГТУ.

В качестве исследуемых жидкостей использовались водные суспензии целюлозы с концентрацией С=0,5; 1,0; 1,5%. Замеры производились при фиксированных входных параметрах: температура t=20°C; фиксированный объем пропускаемой через насадку исследуемой жидкости V=0,008 м3. Диаметр поперечного сечения канала d=0,02 м.

Пример 1. Концентрация 0,5%. Операции производились в следующей последовательности:

- рассчитывались секундный расход Q, средняя скорость и средний радиус rСР потока по известным зависимостям;

- замерялись время t истечения фиксированных объемов V исследуемых жидкостей из насадки, установленной на выходе из каналов и мощность NС, затрачиваемая на секундный сдвиг.

Расчет вязкости ηС производился для ламинарного режима движения потока суспензии, поскольку результаты проверочного расчета показали, что при концентрациях С=0,5% режим течения во всех рабочих органах установки ламинарный (Re<2320).

Пример 2. Концентрация 1%. Последовательность операций осуществлялась по аналогии, установленной в примере 1.

Расчет вязкости ηС производился для турбулентного режима движения потока суспензии, поскольку результаты проверочного расчета показали, что при концентрациях С=1% число Re находилось в пределах 14148…16960.

Пример 3. Концентрация 1,5%. Последовательность операций осуществлялась по аналогии, установленной в примере 1.

Расчет вязкости ηС производился для турбулентного режима движения потока, поскольку установлено, что при концентрациях С=1,5% число Re находилось так же, как и в примере 2, в пределах 14148…16960.

После подстановки результатов расчета и замеров в представленную зависимость были определены значения вязкости исследуемых водных суспензий целлюлозы примеров 1-3. Результаты эксперимента приведены в таблице.

Таким образом, по сравнению с существующими способами [1, 2, 3, 4], использование предлагаемого решения упрощает процесс определения вязкости малоконсистентных неньютоновских жидкостей. За счет этого создаются предпосылки для осуществления контроля данного параметра в производственных условиях, например, при размоле древесно-волокнистой массы, поступающей на стадию размола в виде малоконсистентных водных суспензий целлюлозы.

Кроме этого, можно предположить, что контроль вязкости неньютоновских жидкостей позволит предотвратить возможность возникновения аварийных ситуаций, часто имеющих место при неконтролируемом пропуске консистентной волокнистой массы через массопровод и соединенные с ним рабочие полости технологического оборудования. Использование предлагаемого решения способствует повышению эффективности технологических процессов.

Источники информации

1. Цветков В.Н, Эскин В.Е., Френкель С.Я. Структура макромолекул в растворах. М.: Наука, 1964.

2. Мидлман С. Течение полимеров. М.: Мир, 1971.

3. SU №1716388, МПК G01N 11/04, заяв. 30.05.1989 г., опубл. 29.02.1992 г., бюл. №8.

4. RU №2441217, МПК G01N 11/04, заяв. 28.10.2010 г., опубл. 27.01.2012 г., бюл. №3.

Способ определения вязкости малоконсистентных неньютоновских жидкостей, включающий их прокачку через канал, расчет секундного расхода и средней скорости потока, отличающийся тем, что вязкость определяется из выражения , гдеη - вязкость неньютоновской жидкости, Па·с;N - полезная мощность, затрачиваемая на секундный сдвиг, Вт;r - радиус внутренней поверхности трубы, м;r - средний радиус потока неньютоновской жидкости, м; - средняя скорость потока водной суспензии, м·с;t - время истечения струи суспензии из насадки, с.
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЯЗКОСТИ НЕНЬЮТОНОВСКИХ ЖИДКОСТЕЙ
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 39.
20.01.2013
№216.012.1ce0

Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к устройствам для механической обработки волокносодержащих материалов, и может быть использовано в химической, строительной промышленности и других отраслях. Устройство для механической обработки волокносодержащих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472886
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.05.2013
№216.012.44a5

Способ получения древесноволокнистых полуфабрикатов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к ресурсо- и энергосберегающим технологиям в производстве древесноволокнистых плит (ДВП), в частности к способам получения древесноволокнистых полуфабрикатов в производстве ДВП мокрым способом. Способ получения древесноволокнистых полуфабрикатов включает размол...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483150
Дата охранного документа: 27.05.2013
27.06.2013
№216.012.4fed

Композиция для получения огнезащищенных древесно-волокнистых плит

Изобретение относится к области получения строительных материалов. Предложена композиция, включающая древесно-волокнистую массу, гидрофобную эмульсию в виде парафина и серной кислоты и вспученный вермикулит. При этом вспученный вермикулит имеет размеры частиц 0,01-0,4 мм. Данная композиция...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486054
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.11.2013
№216.012.8584

Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может найти применение при переработке оборотного брака и макулатуры в производстве газетной бумаги, картона, древесно-волокнистых плит и т.д. Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы включает закрепленные на несущем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002499858
Дата охранного документа: 27.11.2013
10.01.2014
№216.012.94b7

Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковых мельниц и может найти применение в целлюлозно-бумажной промышленности, а также при размоле различных волокнистых материалов. Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы включает в себя закрепленное на несущем основании металлическое...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002503765
Дата охранного документа: 10.01.2014
27.07.2014
№216.012.e358

Размалывающая гарнитура для дисковой мельницы

Изобретение относится к размалывающей гарнитуре для дисковой мельницы и может применяться при размоле различных волокнистых материалов. Размалывающая гарнитура включает соосные роторный и статорный диски, рабочие поверхности которых обращены одна к другой и снабжены криволинейными ножевыми...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002523990
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.07.2014
№216.012.e4d3

Измельчитель

Изобретение относится к области измельчения материалов и предназначено для дробления и тонкого измельчения различных материалов: радиоэлектронного лома, зерновых материалов, коры и хвои хвойных и лиственных деревьев, а также трав. Измельчитель содержит ротор, статор и ножи, закрепленные в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002524369
Дата охранного документа: 27.07.2014
27.11.2014
№216.013.0b27

Способ ориентирования древесных частиц и устройство для его осуществления

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в производстве древесностружечных плит из ориентированной стружки. Осуществляют подачу частиц на направляющие элементы и возвратно-поступательное перемещение направляющих элементов вдоль и против направления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534263
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b9c

Масштабное устройство для измерения биометрических параметров древесных растений

Изобретение относится к способу измерения биометрических параметров древесных растений при проведении научных исследований и инвентаризации зеленых насаждений в условиях урбанизированной среды, а также в лесной отрасли при выполнении таксационных обследований. Техническим результатом...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534380
Дата охранного документа: 27.11.2014
27.11.2014
№216.013.0b9d

Способ измерения биометрических параметров древесных растений

Изобретение относится к способу измерения биометрических параметров древесных растений при проведении научных исследований и инвентаризации зеленых насаждений в условиях урбанизированной среды, а также в лесной отрасли при выполнении таксационных обследований. Технический результат заключается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002534381
Дата охранного документа: 27.11.2014
Показаны записи 1-10 из 69.
10.01.2013
№216.012.17eb

Устройство для гнутья заготовок из древесины

Устройство содержит шаблон, шину и механизм прижима в виде вальца. Шаблон выполнен в форме барабана. Шина выполнена в виде гибких полимерных лент. Одна лента содержит упоры для фиксации на поверхности шаблона. Другая лента состоит из двух лент, одна из которых выполнена с упорами, другая - с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002471615
Дата охранного документа: 10.01.2013
20.01.2013
№216.012.1ce0

Устройство для механической обработки волокносодержащих материалов

Изобретение относится к целлюлозно-бумажной промышленности, в частности к устройствам для механической обработки волокносодержащих материалов, и может быть использовано в химической, строительной промышленности и других отраслях. Устройство для механической обработки волокносодержащих...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002472886
Дата охранного документа: 20.01.2013
27.05.2013
№216.012.44a5

Способ получения древесноволокнистых полуфабрикатов и устройство для его осуществления

Изобретение относится к ресурсо- и энергосберегающим технологиям в производстве древесноволокнистых плит (ДВП), в частности к способам получения древесноволокнистых полуфабрикатов в производстве ДВП мокрым способом. Способ получения древесноволокнистых полуфабрикатов включает размол...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483150
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.4770

Устройство для ориентации древесных частиц

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности и может быть использовано в производстве древесностружечных плит из крупноразмерной ориентированной стружки. Устройство для ориентации древесных частиц содержит размещенные на различных уровнях решетки, выполненные с возможностью...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483868
Дата охранного документа: 10.06.2013
10.06.2013
№216.012.4862

Древесно-полимерная композиция

Изобретение относится к композиции из измельченной древесины и полимеров, которая может быть использована в мебельной промышленности, машиностроении, для получения строительных и других материалов. Древесно-полимерная композиция содержит древесный наполнитель и отходы термопласта. В качестве...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484110
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.06.2013
№216.012.4b5e

Вихревая контактная ступень для контактирования газа или пара с жидкостью

Изобретение относится к тепломассообменным устройствам для проведения процессов ректификации, абсорбции, экстракции в химической, нефтеперерабатывающей и других отраслях промышленности. Вихревая контактная ступень включает царгу, по высоте которой в чередующемся порядке расположены...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484876
Дата охранного документа: 20.06.2013
20.06.2013
№216.012.4bad

Способ производства древесноволокнистых плит

Изобретение относится к безотходным и малоотходным ресурсосберегающим технологиям в производстве древесноволокнистых плит, а также экологии. Способ использования измельченной коры в производстве ДВП из древесины лиственных пород, включает размол технологической щепы в две ступени и введение в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484955
Дата охранного документа: 20.06.2013
27.06.2013
№216.012.4fed

Композиция для получения огнезащищенных древесно-волокнистых плит

Изобретение относится к области получения строительных материалов. Предложена композиция, включающая древесно-волокнистую массу, гидрофобную эмульсию в виде парафина и серной кислоты и вспученный вермикулит. При этом вспученный вермикулит имеет размеры частиц 0,01-0,4 мм. Данная композиция...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486054
Дата охранного документа: 27.06.2013
27.06.2013
№216.012.5192

Вихревой расходомер

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для измерения расходов жидких сред. Вихревой расходомер содержит установленное в трубопроводе тело обтекания со сквозным щелевым каналом, ориентированным перпендикулярно оси трубопровода, два стержневых электрода,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002486475
Дата охранного документа: 27.06.2013
10.10.2013
№216.012.7211

Способ ориентации древесных частиц

Изобретение относится к деревообрабатывающей промышленности. Способ ориентации древесных частиц включает последовательную подачу стружки на верхний и нижний уровни направляющих органов, имеющих определенный шаг ориентации, и их перемещение со скоростями, зависящими от высот падения частиц....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494858
Дата охранного документа: 10.10.2013
+ добавить свой РИД