Пристрій для вимірювання в’язкості і густини рідини

Пристрій для вимірювання в'язкості і густини рідини, що складається з ламінарно-турбулентного гідравлічного моста, в якому послідовно з турбулентними дроселями встановлено додаткові ламінарні дроселі, дифманометр, генератор змінної витрати, який з'єднаний з програмним 3 27129 додатково встановлено два задавача, два елементи порівняння, два вимірювачі часу і елемент співпадання, причому кожен з елементів порівняння по першому входу з'єднаний з задавачем, по другому входу з дифманометром, а по виходу з першим входом вимірювача часу і елементом співпадання, вихід з якого з'єднаний з виходом програмного задавача, вимірювачі часу по другому входу з'єднані з входом програмного задавача, а по виходу через обчислювальний пристрій з реєструючим приладом. На Фіг. показано принципову схему пристрою. Пристрій складається з основних ламінарних 1 і 2, турбулентних 3 і 4, додаткових ламінарних 5 і 6 дроселів, які встановлені послідовно з турбулентними, генератор змінної витрати 7, який управляється програмним задавачем 8. Дифманометр 9 включено в вимірювальну діагональ гідравлічного моста і з'єднано з елементами порівняння 10 і 11, на інший вхід яких поступає сигнал з задавачів 12 і 13. Виходи з елементів порівняння з'єднані з першим із входів вимірювачів часу 14 і 15 і елементом співпадання 16, вихід якого з'єднано з входом програмного задавача 8. Вимірювачі часу 14 і 15 по другому входу з'єднані з виходом програмного задавача 8, а їх вихід через обчислювальний пристрій 17 з'єднаний з реєструючим приладом 18. Пристрій працює наступним чином. Витрата рідини Q через гідравлічний міст, утворений основними ламінарними дроселями 1 і 2, турбулентними 3 і 4 і додатковими ламінарними дроселями 5 і 6, за допомогою генератора змінної витрати 7 неперервно збільшується від заданого значення з постійною швидкістю. Режим роботи генератора 7, тобто початок і кінець кожного циклу вимірювання визначається сигналом програмного задавача 8. При збільшенні витрати від заданого значення в вимірювальній діагоналі гідравлічного моста появляється перепад тиску DP, який вимірюється дифманометром 9. Вихідний сигнал дифманометра 9 порівнюється з сигналами, які надходять з задавачів 12, 13 на елементи порівняння 10, 11. Інтервали часу t1 і t2 від початку циклу зміни витрати до досягнення заданих за допомогою задавачів 12 і 13 значень DP1 і DP2 , визначаються вимірювачами часу 14 і 15 по вихідних си гналах елементів порівняння 10 і 11. Елемент співпадання 16 при наявності двох сигналів з елементів порівняння 10, 11 повертає через програмний задавач 8 генератор змінної витрати 7 в початковий стан, після чого починається новий цикл вимірювання. Одночасно вихідний сигнал програмного задавача 8 встановлює вимірювачі часу 14 і 15 в початковий стан для слідуючого вимірювання. Вихідні сигнали t1 і t2 вимірювачів часу 14 і 15 поступають в обчислювальний пристрій 17, де здійснюються розрахунки динамічної, кінематичної в'язкості і густини рідини, які реєструються приладом 18. При протіканні рідини через гідравлічний міст в'язкістна складова перепаду тиску на основному ламінарному дроселі DPЛ і додатковому ламінарному дроселі DP*Л визначається виразом: 4 DPЛ = amQ (t ), DP *Л = вmQ (t ), (1) де а і в - конструктивні коефіцієнти основного і додаткового дроселей, які визначаються формою і геометричними розмірами дроселей; m - динамічна в'язкість рідини; Q - об'ємна витрата рідини. Перепад тиску на турбулентному дроселі дорівнює 2 (2) DPT = K T rQ (t ), де KT конструктивний коефіцієнт турбулентного дроселя, r - густина рідини. Враховуючи те, що інерційні складові перепаду тиску на основних і додаткових ламінарних дроселях взаємокомпенсуються, то перепад тиску в вимірювальній діагоналі гідравлічного моста DP в кожний момент часу дорівнює: DP = PЛ - (DР * Л + DР Т ) = а mQ(t ) - в mQ (t ) - K T rQ (t ), В моменти часу t 1 і t2 перепади тиску в діагоналі моста визначаються з виразів: 2 DP1 = mQ (t 1)(а - в) - КТ r Q (t1 ), (4) DP2 = mQ (t 2 )(а - в) - КТ r Q (t 2 ), звідки значення густини r дорівнює: (5) 2 2 DP1Q (t 2 ) - DP2Q (t1 ) , (6) KTQ (t 1)Q( t 2) [Q( t 2) - Q (t1 )] Динамічна в'язкість m рідини визначається з виразу: r= DP1 + K T rQ2 (t1 ) (7) , Q(t )( + в) а Кінематична в'язкість n визначається як відношення динамічної в'язкості до густини: m= m (8) . r Як випливає з виразів (6) і (7) в запропонованому пристрої динамічна в'язкість і густина рідини однозначно визначають проміжки часу t1 і t 2, які достатньо заміряти для двох різних перепадів тиску в діагоналі гідравлічного моста. Ці проміжки часу значно менші, ніж час необхідний для повного зрівноваження гідравлічного моста, а тому запропонований пристрій забезпечує високу швидкодію. Пристрій має багатоцільове призначення і може бути застосований для контролю процесу ректифікації нафти, в схемах регулювання процесів спалювання нафтопродуктів в теплоагрегатах і двигуна х. Висока швидкодія дозволяє застосовувати пристрій в системах керування процесом спалювання авіаційного і реактивного палива, особливо в перехідних режимах роботи реактивних двигунів. Джерела інформації: 1. А.С. 641321 G01N11/00, 1979р. 2. А.С. 1017970 G01N11/08, 1983р. V= 5 27129 6