Способ измерения вязкости жидкости

Способ измерения вязкости жидкости

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к вискозиметрии и может быть использовано в металлургии для измерения вязкости металлических и шлаковых расплавов. Целью изобретения является повышение точности измерения кинематической вязкости путем устранения влияния контакта с измеряемой жидкостью. Эталонную и измеряемую жидкости облучают рентгеновским излучением. Максимальные интенсивности сравниваемых дифракционных пиков нормируют к одной величине. Определяют площади верхних частей этих пиков, основанием которых является одинаковый интервал вектора рассеяния. Вязкость жидкости рассчитывают по соотношению ν<SB POS="POST">ж</SB>=ν<SB POS="POST">эт</SB><SP POS="POST">.</SP>П<SB POS="POST">ж</SB>/П<SB POS="POST">эт</SB>, где ν<SB POS="POST">ж</SB> - вязкость измеряемой жидкости

ν<SB POS="POST">эт</SB> - вязкость эталонной жидкости

П<SB POS="POST">ж</SB> - площадь под дифракционным пиком измеряемой жидкости

П<SB POS="POST">эт</SB> - площадь под дифракционным пиком эталонной жидкости. 2 ил, 2 табл.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н Д ВТОРСКОМЪ СВИДЕТЕЛЬСТИу

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

IlO ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4334471/23-25 (22) 26.11.87 (46) 07 11.89. Вюл. и 41 (71) Институт металлургии Уральского отделения АН СССР (72) Э.И.Керн, В.С.Литвинов, Н.А.Ватолин, З.А.Пастухов, В.Л.Лисин и В.И.Денисов (53) 532.137 {088.8) (56) Швидковский Е.Г. Некоторые вопросы вязкости расплавленных металлов.

И,: INTTJ1, 1965, с. 83.

Смиттлз К.Дж. Иеталлы. Справочное изд. I1ep, с англ. - И.: Иеталлургия, 1980, с. 437-439.

Авторское свидетельство СССР и 1286944, кл. G 01 N 11/00, 1985. (54) СПОСОЬ ИЗИЕРЕНИЯ ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ (57) Изобретение относится к вискозинетрии и может быть использовано в

Изобретение относится к вискозиметрии и может быть использовано в металлургии для измерения вязкости металлических и шлаковых расплавов.

Цель изобретения - повышение точности измерения кинематической вязкости путем устранения влияния контакта с измеряемой жидкостью.

На Фиг.1 представлены первые максимумы дифракционной кривой для эталона {жидкий Ni) при 150U C (кривая

I) и для сплава М-Се (65 ат.ь Ni) при 1500 C (кривая 2), крестиками отмечены::.кспериментальные точки;

„„Я0„„1520412 А 1 ,51) 4 G 01 N 23/20, 11/00 металлургии для измерения вязкости металлических и шлаковых расплавов.

Целью изобретения является повышение точности измерения кинематической вязкости путем устранения влияния контакта с измеряемой жидкостью. Эталонную и измеряемую жидкости,облучают рентгеновским излучением, Максимальные интенсивности сравниваемых дифракционных пиков нормируют к одной величине. Определяют площади верхних частей этих пиков, основанием которых является одинаковый интервал вектора рассеяния. Вязкость жидкости рассчи" тывают по соотношению 1 =-,, П /П где 1 - вязкость измеряемой жидкостиq gq вязкость э алоннои жидко сти; П„- - площадь под дифракционным пиком измеряемой жидкости; il - площадь под дифракционным пиком эталонной жидкости. 2 ил., 2 табл. на Фиг.2 - зависимость площади П от кинематической вязкости 1.

Способ осуществляют следующим образом.

Измеряют зависимости дифракции рентгеновского излучения измеряемой и эталонной жидкостей от модуля вектора рассеяния. Максимальные интен-. сивности сравниваемых дифракционных пиков нормируют к одной величине.

Определяют плоц ади верхних частей этих пиков, основанием которых является одинаковый интервал вектора рас1 52041? сеяния. Вязкость жидкости рассчитывают по соотношению .) = д П /П, (1) где - вязкость измеряемой жидкоМ

5 сти;

ВязкОсть эталОННОи жидкости

П» - площадь под дифракционным пиком измеряемой жидкости;

П „- площадь под дифракционным пиком эталонной жидкости.

Эталоном может служить любая жидкость, для которой известна величина вязкости, Способ реализуют с помощью дифрак- 15 тометра с горизонтальной осью вращения, с B - -8 сканированием, при котором поверхность образца постоянно занимает горизонтальное положение, Тигель с образцом размещается в высокотемпе- 20 ратурной приставке.

П р и и е р. При осуществлении способа для системы Ni e в тигель помещают ОЬразец или его компоненты в твердом состоянии. Откачивают воз- 25 дух из приставки до 10 -10 з Па, заполняют ее аргоном или гелием и нагревают образец до расплавления. Для длины волны излучения МОК„ первый максимум дифракционных Кривых полно" стью размещается в интервале углов

1,5 (<8 15, ?????? ?????????????????????????? ?????????????????? ?????????????? ?????????????????? 540?????? ?? >

-0,46 A - 4,6 А, определяют величину интенсивности ее первого максимума Е (5г),где Бг — положение первого максимума на второй дифракцион" ной кривой. Устанавливают трубку и счетчик под углом дифракции, соответствующим S, работают с теми we коллиматорами, изменяют напряжение и ток на рентгеновской трубке с помощью блока питания так, чтобы интенсивность стала равна Е „, т.е. Х (5 )

=Е,(S ). После этого с теми же коллиматорами, анодным током и напряжением на рентгеновской трубке, установленными в процессе выравнивания величины первого максимума дифракционной кри" вой, записывают на самописце дифракционную кривую AJAR 8=1,5 - 15 . На фиг.1 приведены первые максимумы для жидкого Ni, принятого за эталон, и сплава Ni-Ge (65 ат.4 Ni) при 1500 С, Е„-I,=4000 имп/с, S,=3,09A > 5 =

=3,06A . Таким оЬразом, получают набор дифракционных кривых (S =

=0,46А - 4 6k ), для которых выравнены величины первых максимумов, т.е.

Е„(S„)=Z„,(S„,)=...=Е (S )=Z,(S;).

Затем от первого максимума (при измерениях вязкости расплавов целесообразно использовать первый пик, так как

его интенсивность максимальна по сравнению с остальными пиками дайной дифракционной кривой, а ошибка в значениях его интенсивности минимальна и не превышает 0,64) кривой 1 (жидкий никель - эталон) прямой 3, параллельной оси абсцисс, отсекают фигуру

А„В,С,, величина основания которой

f2 1Ф где S и S„— аЬсциссы точек С, и А„ пересечения кривой 1 и прямой 3.

Для кривой 2 (фиг.1) подбирают такую прямую 4, параллельную оси абсцисс, отсекающую фигуру A Â Ñ, величина основания которой

5гГ5г 5 где 5 ги Вг, - аЬсциссы ТОчек С и Аг пересечения кривой 2 и прямой 4.

Для всех п 1,2,3,...,n дифракционных кривых подобным образом строят фигуры А;В;С;, основанием которых является постоянный по величине интервал вектора рассеяния Д S=d5 „=й S „„= ...=AS>aS

1500 ) v. 6,02 10 м2/с и П

3,15 отй.ед.

В табл.1 приведены величины площадей П, рассчитанные по ним величины кинематической вязкости 4, их абсо" лютные погрешности для предлагаемого способа, а также значения кинематической вязкости, полученные методом

Швидковского, их абсолютные погрешности для различных составов системы

Ni-Се при 1500 С.

Приведенные данные, а также фиг.2 иллюстрируют пропорциональную зависимость между площадью П и кинематичес-, кой вязкостью q.

В табл.2 приведены величины площади П„„ e TeHH e no ним величины кинематической вязкости g» абсолют-

П,,)„х101 отй, ед. м2/с талл

Предлагае

4, 1 4

2,89

1 52

1,42

1560 7,84

1530 5,39

1100 2,88

250 2,64

1100 0

0,24

0,20

0,12

0,10

0 20

0,08

0„06

Оу03

0 03

0 0

7,91

5,52

2 91

2,72

F8

Со

Ао

Бп

5 1520412 6 ная погрешность предлагаемого спосо- ф о р м у л а и э о б р е т е н и я ба для различных металлов вблизи температуры плавления, а также величины СпосоЬ измерения вязкости жидко» кинематической вязкости с аЬсолют- сти,с использованием электромагнитно5 ными погрешностями по данным справоч- го излучения, отличающийся ника. тем, что, с целью повышения точности

Основной вклад в погрешность изме- измерения путем устранения контакта рения вязкости вносит ошибка в опре- с измеряемой жидкостью, эталонную и делении. площади под дифракционным мак-10 измеряемую жидкости облучают электросимумом, которая в свою очередь лими- магнитным излучением рентгеновского тируется статистической ошибкой счета. диапазона длин волн, определяют завиОтносительное среднее квадратичное симости дифрагированного излучения отклонение Е =1/ N, где N - число эа- от вектора рассеяния и измеряют пло" регистрированных импульсов. корость 15 щади верхних частей дифракционных съемки первого дифракционного макси- пиков, приведенных к одной максимальмума выбирается такой (время съемки ной интенсивности и имеющих равные .20 мин), чтоЬы при угле дифракции, основания, а вязкость рассчитывают соответствующем положению первого по соотношению максимума, наЬиралось N=100000 импуль 20 v = 4, И /П, сов, чему соответствует E =- 0,3"ь . где 1,„ - вязкость измеряемой жидкоОценка относительной погрешности Е„ сти; вычисления величины площади П под ди-, - вязкость эталонной жидкости; фракционным максимумом дает Е„ <0,53. П - площадь верхней части диПолагая, что вязкость эталонной жид- 25 фракционного пика измеряекости известна точно, на основании мой жидкости; формулы (1) получаем, что погрешность П т - площадь верхней части ди" измерения вязкости жидкости g предла- фракционного пика эталонной гаемым способом составляет менее 14. .жидкости.

Таблица 1

\ ае, П, „х10, д1 х10, 4х10, dV х10, ат . ь отн. ед. м2/с м2/с м /с м2/с

Предлагаемый способ Метод Швидковского

»

0 3,15 6,02 0,06 6,02 0,10

19 2,40 4,59 0,04 4,32 0,07

24 2,13 4,07 0,04 4,00 0,06

30 2,15 4,11 0,04 3,84 0,06

35 2, !2 4,05 0,04 3,80 0,06

40 1,91 3,65 0,04 3,72 0,06

50 1 58 3,02 0,03 3, l2 0,05

61 1,20 2,29 0,02 2,32 0,03

88 0 66 1,26 0 01 1,12 0 02

100 0,64 1,22 0,01 1,08 0,,02

»»

Таблица 2

1520412

3Я Ы s< И

5 (ВВк пф PgE сеЯИИЯ )p А

Составитель В.Воронов

Редактор H.Tóïèöà Техред Л.Олийнык Корректор Э Лончакова ч

Заказ 6749/44 Тираж 789 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, 8-35, Рауаская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г.ужгород, ул.Гагарина, 101