10. Радіоізотопні густиноміри.
Принцип дії радіоізотопних щільномірів заснований на зміні інтенсивності пучка γ-променів після проходження їх через рідину, що вимірюється в залежності від зміни щільності цієї рідини. Інтенсивність енергетично однорідного пучкаγ-променів, що пройшов через шар рідини, визначається співвідношенням:
,
де - Інтенсивністьγ-випромінювання на поверхні шару, - масовий коефіцієнт ослаблення пучкаγ-променів, - Товщина шару рідини.
До складу радіоізотопного густина входять джерело і приймач у — випромінювання, вихідний сигнал якого подається на автоматичний потенціометр. Інтенсивність випромінювання, що сприймається приймачем, залежить від щільності рідини, що протікає по трубопроводу: чим більша щільність, тим сильніше поглинання випромінювання і тим менше сигнал на вході приймача. На величину цього сигналу впливатимуть також товщина стінок труби, склад рідини та інші фактори, що зменшують випромінювання джерела. Оскільки вплив цих факторів стабільний, він враховується шляхом введення у показання поправки, отриманої при градуюванні приладу.
Основна перевага радіоактивного методу вимірювання густини – безконтактність, що дозволяє застосовувати його при визначенні густини агресивних та в'язких середовищ, а також рідин, що знаходяться при високих тисках та температурах, де використання приладів інших типів практично неможливе.
ДІ - 600-2000 кг/м 3 КТ - 2.
11. Вимірювання в'язкості рідини. Капілярні віскозиметри
В'язкість(внутрішнє тертя)— властивість текучих тіл (рідин і газів) чинити опір переміщенню однієї їх частини щодо іншої. Основний закон в'язкої течії описується формулою Ньютона:
,
деF- тангенціальна (дотична) сила, що викликає зсув шаріврідини (газу) один щодо одного;S— площа шару, яким відбувається зрушення;dW/dn— градієнт швидкостіWтечії (швидкості зміни її від шару до шару) по нормаліп(відстань між шарами).
Коефіцієнт пропорційності називаютьдинамічної в'язкістю.
Він характеризує опір рідини (газу) усунення її шарів. Величину, обернену динамічної в'язкості φ = 1/, називаютьплинністю.
Поряд із поняттям динамічної в'язкості використовують поняття кінематичної в'язкості: ν = /ρ
Одиниця динамічної в'язкості в СІ - Па · с, в системі СГС-П (пуаз);
одиниця кінематичної в'язкості в СІ - м2/с, в системі СГС-ст (стокс). Співвідношення між названими одиницями: 1П = 10 -1 Па · с; 1ст = 10-4 м 2 /с.
Капілярні віскозиметри (вискозиметри закінчення).Принцип дії цих механічних віскозиметрів заснований на закономірності витікання рідини через капіляр, що описується законом Пуазейля:
де Q - об'ємна витрата рідини;dтаl- внутрішній діаметр і довжина капіляра;P1,Р2 - тиск до і після капіляра по потоку.
Контрольована рідина з постійною витратою прокачується насосом, що дозує, через капілярну трубку. Перепад тиску на трубці вимірюють дифманометр, шкала якого проградуйована в одиницях в'язкості.
Діапазони вимірювань від (0ч2) 10-3 Пас до (0ч1000) 10-3 Пас. Класи точності віскозиметра 15-25 (залежно від діапазону вимірювань).
12. Віскозиметри з падаючим тілом (кулькові віскозиметри).
Принцип дії цих механічних віскозиметрів заснований на вимірі швидкості (або часу) руху тіла (кульки) під дією сил тяжіння та тертя у аналізованій рідині. Цей рухописується законом Стокса:
де постійний коефіцієнт, що залежить від одиниці вимірювання, щільність матеріалу тіла і рідини, радіус кульки, прискорення вільного падіння, швидкість рівномірного руху кульки. до верхньої обмежувальної сітки. При вимиканні двигуна насоса (періодичне включення та вимикання здійснюються блоком управління)кулька падає в аналізовану рідину. За допомогою диференціальних трансформаторів формуються електричні імпульси в моменти часу, коли кулька проходить дві вибрані позначки, що віддаляються один від одного за висотою трубки на відстань. За допомогою вимірювача часових інтервалів вимірюється відрізок часу між зазначеними імпульсами, значення якого визначає динамічну в'язкість.
КТ - 2. ДІ - 0-100 Па · c.
13. Ротаційні віскозиметри.
Принцип дії цих механічних віскозиметрів заснований на вимірюванні моменту, що крутить, що виникає на осі ротора (циліндра, диска і т. п.), зануреного у вимірюване середовище, при взаємному їх переміщенні. Зазначений крутний момент у загальному випадку описується виразом
M=kω
деk- постійний коефіцієнт, що залежить від конструкції ротора віскозиметра; ω — кутова швидкість обертання ротора (при постійній кутовій швидкості момент, що крутить, однозначно визначає в'язкість рідини), — динамічна в'язкість.
За допомогою ротаційних приладів можна вимірювати не тільки в'язкість, але й інші реологічні характеристики неньютонівських рідин (рідина, при перебігу якої її в'язкість залежить від градієнта швидкості): пружність, повзучість, релаксацію напругита ін.
Характерною рисою ротаційних віскозиметрів є широкий діапазон вимірюваних значень в'язкості (0,01-1000 Па · с). Класи точності ротаційних віскозиметрів 1-2,5.