Спосіб вимірювання в’язкості

Способ измерения вязкости, включаю щий погружение тела в изучаемую среду, придание ему крутильных колебаний прило жением вынуждающего момента и опреде ление вязкости, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что тело, представляющее собой постоянный магнит в форме шара, размещают над сверхпроводником и после придания телу крутильных колебаний измеряют их резонансную частоту (Dp при максимальной амплитуде, затем измеряют частоту ол>, при которой разность фаз между гармонически изменяющимся вынуждающим моментом и крутильными колебаниями шара по углу поддерживают равной я/2, а вязкость определяют по формуле: _ m V а& —Щ где m - масса шара; R - радиус шара. С ел ON СО Изобретение относится к измерению вязкости газоо, газовых смесей и жидкостей с помощью приборов со сверхпроводимостью и может быть использовано в условиях криогенных температур для контроля за процессами получения, хранения, транспортировки криогенных жидкостей и газов. Наиболее близким по технической сущности к изобретению является способ измерения вязкости газов, газовых смесей и жидкостей по затуханию крутильных колебаний [2J, заключающийся в подвесе тела в форме диска на нити, погружение его в изучаемую среду и придании ему крутильных колебаний приложением вынуждающего момента, измерении периода этих колебаний и логарифмического декремента их за тухания Я и определении вязкости rj по формуле *~ ГС ' где г- период колебаний; с - постоянная, зависящая от размеров аппарата и определяемая посредством опыта с газом, вязкость которого точно известна; к - часть логарифмического декремента, обусловленная трением побочных частей вискозиметра и определяемая особым опытом. Недостатком этого способа является низкая достоверность, особенно в области 15632 риогенных температур, из-за гистерезиса упругих свойств нити-подвеса диска и сильной зависимости этих упругих свойств от температуры, а также большая продолжительность измерения декремента затухания. В основу изобретения поставлена задача создания способа измерения вязкости в котором обеспечивается повышенная достоверность и экспрессность измерений. Поставленная техническая задача решается тем, что в известном способе измерения вязкости, заключающемся в подвесе тела, погружении его в изучаемую среду, придании телу крутильных колебаний приложением вынуждающего момента и определении вязкости, осуществляют свободный подвес тела, представляющего собой постоянный магнит (ПМ) в форме шара, над сверхпроводником и после придания тепу крутильных колебаний измеряют их резонансную частоту (Dp при максимальной амплитуде, затем измеряют частоту (Do, при которой разность фаз между гармонически изменяющимся вынуждающим моментом и крутильными колебаниями ПМ но углу равно ж /2; а величину вязкости tj определяют по формуле m v (Р Ъ - Щ 2 Мо где вtg(Aa) (2) (3) Да - разность фаз между гармонически изменяющимся вынуждающим моментом и крутильными колебаниями ПМ по углу; 10 (р - угол поворота ПМ вокруг горизонтальной оси от положения равновесия; X - коэффициент затухания; . ah - частота свободных колебаний ПМ ._ в отсутствие трения; ! = 5/2 rnR2 - момент инерции ПМ; Мо - амплитуда вынуждающего момента (момента взаимодействия ПМ с полем соленоида); со - частота изменения этого момента; 20 0- амплитуда крутильных колебаний. Как видно из формулы (3), частота крутильных колебаний ПМ (D —(Do при Д а - ж 12. При заданной амплитуде момента сил Мо амплитуда колебания максимальна, 0=0макс, при ЧаСТОТе = лк : Таким образом, определяя о)р и (Do , находим коэффициент затухания: 30 Я= У (Dp — кругде m - масса ПМ; R - его радиус. Физическая сущность изобретения заПри малых частотах {(D < - аъ. Для создания таких условий с помощью генератора 8 подбирали задающую частоту так, чтобы разность фаз, определяемая осцил5 лографом 11, между напряжениями на задающей 7 и детектирующей 9 катушках равнялась нулю. Это соответствует условию Д#= л /2 в связи с дополнительным сдвигом фаз в системе колеблющейся ПМ - де10 тектирующая катушка 9. Динамическая вязкость среды г\ определялась по формуле (5). В этом случае были получены: (Dp - 2,198 Гц - 13,810 рад/с, 15 coo = 2,206 Гц « 13,861 рад/с. tj= 1,60 10"3 г/см с. Полученное значение tj совпадает с точностью 1,3% с известным значением вязкости жидкого азота при температуре 77,33 К, 20 что подтверждает достоверность описанного способа. Использование данного способа по сравнению с известным даст возможность повысить достоверность полученных ре25 зультатов по определению вязкости, так как за счет бесконтактного подвеса ПМ над ВТСП полностью исключаются гистерезисные явления. Кроме того, он также по сравнению с известным позволяет сократить 30 время измерений, т.е. повысить экспресс; ность, что происходит за счет измерения в данном способе только частот, а не трудоемкого измерения декремента затухания, как в прототипе. 35 Способ преимущественно облегчает измерение вязкости газов, газовых смесей и жидкостей при криогенных температурах, что важно при конструировании устройств транспортировки в криогенной области тем40 ператур, при разработке криогенных машин и приборов в различных областях современной техники. 15632 45 Упорядник Замовлення 4193 Техред М.Моргентал Коректор Л. Лука». Тираж Підписне Державне патентне відомство України, 254655, ГСП, КиТв-53, Львівська пл., 8 Відкрите акціонерне товариство "Патент", м. Ужгород, вул.Гагаріна, 101