«Вискозиметрия»

раздел физики, посвященный изучению методов измерения вязкости (См. Вязкость). Существующее разнообразие методов и конструкций приборов для измерения вязкости — вискозиметров — обусловлено как широким диапазоном значений вязкости (от 10^-5н·сек/м² у газов до 10¹²н ·сек/м² у ряда полимеров), так и необходимостью измерять вязкость в условиях низких или высоких температур и давлений (например, сжиженных газов, расплавленных металлов, водяного пара при высоких давлениях и т.д.).

Наиболее распространены три метода измерения вязкости газов и жидкостей: капиллярный, падающего шара и соосных цилиндров (ротационный). В основе их лежат соответственно: Пуазёйля закон, Стокса закон и закон течения жидкости между соосными цилиндрами. Вязкость определяют также по затуханию периодических колебаний пластины, помещенной в исследуемую среду. Устройство вискозиметров, действие которых основано на законах течения газов и жидкостей, а также движения тел в вязкой среде, рассмотрены в ст. Вискозиметр.

Особую группу образуют методы измерения вязкости в малых объёмах среды (микровязкость). Они основаны на наблюдении броуновского движения (См. Броуновское движение), подвижности ионов (см. Подвижность ионов и электронов), диффузии (См. Диффузия) частиц.

Лит.: Барр Г., Вискозиметрия, пер. с англ., Л. — М., 1938; Тарг С. М., Основные задачи теории ламинарных течений, М., 1951; Фукс Г. И., Вязкость и пластичность нефтепродуктов, М., 1951; Голубев И. Ф., Вязкость газов и газовых смесей, М., 1959.

1. вискозиме́трия;
2. вискозиме́трии;
3. вискозиме́трии;
4. вискозиме́трий;
5. вискозиме́трии;
6. вискозиме́триям;
7. вискозиме́трию;
8. вискозиме́трии;
9. вискозиме́трией;
10. вискозиме́триею;
11. вискозиме́триями;
12. вискозиме́трии;
13. вискозиме́триях.

ж.

Совокупность методов измерения вязкости жидкости и газов.

ВИСКОЗИМЕТРИЯ - совокупность методов измерения вязкости. Наиболее распространены методы: капиллярный, основанный на Пуазейля законе; падающего шара (см. Стокса закон); ротационный (соосных цилиндров) и ультразвуковой.

viscometry, viscosimetry

viscosimetry

ВИСКОЗИМЕТРИЯ

раздел измерит. физики и техники, посвящённый изучению и разработке методов измерения вязкости. Разнообразие методов и конструкций приборов для измерения вязкости — вискозиметров — обусловлено широким диапазоном значений вязкости (от 10-5 Н
• с/м2 у газов до 1012 Н
• с/м2 у нек-рых полимеров), а также необходимостью измерять вязкость в условиях низких и высоких темп-р и давлений (напр., вязкость сжиженных газов, расплавленных металлов, водяного пара при высоких давлениях). Наиболее распространены методы В., основанные на Пуазёйля законе, Стокса законе, на изучении затухания периодич. колебаний пластины, помещённой в исследуемую среду, и др.

Особую группу образуют методы измерения вязкости в малых объёмах среды (микровязкость). Они основаны на наблюдении броуновского движения, подвижности ионов, диффузии ч-ц.

(от лат. viscosus - клейкий, вязкий и греч. metred - измеряю), совокупность методов измерения вязкости жидкостей и газов. При абс. измерениях проводят независимые параллельные определения касательного напряжения и скорости сдвига при течении исследуемой среды; вязкость вычисляют по ф-ле При относит. измерениях результаты определения параметра, зависящего от вязкости, сравнивают с результатом, полученным при аналогичной процедуре определения того же параметра для жидкости (или газа) известной вязкости. В случае неньютоновских жидкостей определяемая величина наз. эффективной или кажущейся вязкостью (т. к. она зависит от и ). При этом измерения необходимо выполнять при разл. скоростях деформации. Ниж. предела изменения скорости не существует; верх. предел связан с возникновением неустойчивости потока, напр. для маловязких сред - с появлением инерц. турбулентности, для полимерных систем - с упругими деформациями.

В. основывается на двух эксперим. принципах: измеряется сопротивление движению, обусловленное вязкостью среды, либо при протекании исследуемого в-ва в канале той или иной геометрич. формы, либо при движении твердого тела в среде, вязкость к-рой определяют. наиб. распространены капиллярная, ротационная, вибрационная В., метод падающего шарика, пенетрация и пластометрия.

В капиллярной В. измеряют перепад давления между концами капилляра и соответствующую объемную скорость истечения Q при ламинарном течении исследуемой жидкости через капиллярный канал длиной L c известной и постоянной формой поперечного сечения. Обычно применяют цилиндрич. трубку с внутр. радиусом R. Вязкость рассчитывают по ф-ле Гагена - Пуазейля:. Реже используется плоскощелевой канал шириной bи высотой ; тогда , Для ньютоновской жидкости = const и, следовательно,= const; для неньютоновской жидкости эффективная вязкость зависит от условий эксперимента. Обычно измеряют Qпри = const (метод постоянного давления) либо при Q =const (метод постоянного расхода), хотя есть приборы, в к-рых в ходе эксперимента непрерывно изменяется как , так и Q. При измерении вязкости газов учитывают изменение давления вдоль капилляра (в случае практически несжимаемых жидкостей влиянием давления можно пренебречь).

Часто используют вариант капиллярной В., в к-ром характеристикой вязкости служит продолжительность истечения определенного (стандартизованного) объема жидкости под действием собственного веса через калиброванный капилляр. С помощью этого метода определяют вязкость нефтепродуктов, молекулярную массу полимеров и т. д. Поскольку сопротивление протеканию среды по капилляру зависит не только от ее вязкости, в ф-лы, используемые для расчета , вводят поправки, к-рые учитывают возможные погрешности, связанные, напр., с изменением кинетич. энергии струи, с накоплением упругой энергии, разогревом системы.

В ротационной В. измеряют крутящий момент М и угловую скорость вращения В одном из осн. вариантов метода слой исследуемой жидкости высотой Н находится между двумя коаксиальными цилиндрами с внутр. радиусами R_i и о (R_i < R_o )к-рые вращаются один относительно другого. Вязкость вычисляется по ф-ле Маргулеса:, где <=R₀ /R_i. > Обычно зазор между цилиндрами мал [(R₀ Ч R_i)/R₀1], что обеспечивает однородность условий деформирования в исследуемом образце. В этом осн. преимущество ротационной В. перед капиллярной, поскольку в капилляре неизбежно распределение скоростей и напряжений по радиусу канала. Если наружный цилиндр отсутствует , вязкость вычисляют по ф-ле:. Образец можно помещать также между конусом и плоскостью, между двумя конусами или сферами. Для ньютоновских жидкостей = const. При расчете вводят всевозможные поправки, в первую очередь на краевые эффекты.

Вибрационная В. основана на измерении сопротивления колебательному (с постоянной частотой) движению тела в исследуемой среде. Часто определяют скорость затухания колебаний (или интенсивность поглощения энергии колебаний). Этот метод особенно удобен для измерения вязкости расплавов металлов и солей при высоких т-рах и других сред, в к-рых колебания затухают сравнительно медленно.

В лаб. практике распространен простой метод падающего шарика, основанный на измерении скорости Uравномерного падения шарика в исследуемой среде. Вязкость вычисляют по ф-ле Стокса: где l и 2-> соотв. плотности материала, из к-рого изготовлен шарик, и среды, R- радиус шарика, -ускорение своб. падения. При этом необходимо вводить поправки на инерц. эффект и на влияние стенок сосуда, в к-ром производятся измерения. В разл. вариантах этого метода вместо шарика используют тела иной формы (напр., цилиндр), исследуют не своб. падение, а скатывание шарика по стенке цилиндрич. трубки (относит. метод). Метод особенно удобен для измерения вязкости под давлением.

Для измерения вязкости высоковязких сред применяют методы пенетрации и пластометрии. В первом случае в среду вдавливают твердое тело (напр., конус, цилиндр, сферу) и по скорости его движения или величине приложенного усилия судят о вязкости. В методах второй группы исследуют: сдвиговое течение жидкости между двумя плоскопараллельными пластинками, смещающимися одна параллельно другой; растекание жидкости при сдавливании двух плоскопараллельных пластинок ("сжимающие пластометры"); т. наз. телескопич. сдвиг, состоящий в том, что исследуемую жидкость помещают между соосными цилиндрами, один из к-рых движется вдоль их общей оси. Во всех пластометрич. методах о вязкости судят по отношению силы, вызывающей движение твердого тела, к скорости его движения.

Для высоковязких неньютоновских сред измеряют также продольную вязкость , равную отношению растягивающего напряжения к градиенту скорости при одноосном растяжении образца. В случае ньютоновских жидкостей нет необходимости специально определять продольную вязкость, т. к. для них выполняется закон Трутона:

Очень широкий диапазон значений вязкости (от ~ 10^-5 Па*с у газов до ~10¹² Па*с у стеклующихся жидкостей), необходимость выполнения измерений при разных т-рах и давлениях, а также для сред с разл. св-вами (сжиженные газы, агрессивные к-ты и щелочи, расплавленные металлы и соли, полимеры, коллоидные системы и др.) обусловливают огромное разнообразие конструкций вискозиметров. В. часто сочетается с измерениями др. реологич. св-в жидкостей (см. Реология).

При прецизионных измерениях вязкости погрешность может составлять 0,1%; в большинстве случаев погрешность ~ 1%; в техн. приложениях допускаются еще более грубые измерения. Поверку вискозиметров (т. е. установление правильности градуировочных характеристик или их возобновление) обычно проводят с помощью относит. измерений с использованием стандартных жидкостей известной вязкости. наиб. точный эталон в В. - дистиллированная вода, вязкость к-рой при 20

вискозиме́три́я

совокупность методов измерения вязкости. Наиболее распространены методы: капиллярный, основанный на Пуазёйля законе; падающего шара (см. Стокса закон); ротационный (соосных цилиндров) и ультразвуковой.

* * *

ВИСКОЗИМЕ́ТРИ́Я, совокупность методов измерения вязкости. Наиболее распространены методы: капиллярный, основанный на Пуазейля законе(см. ПУАЗЕЙЛЯ ЗАКОН); падающего шара (см. Стокса закон(см. СТОКСА ЗАКОН)); ротационный (соосных цилиндров) и ультразвуковой.

Термин

вискозиметрия

раздел физики, посвящ. изучению методов измерения вязкости. Широкий диапазон значений вязкости (от 10 мкПа*с у газов до 1 ТПа*с у полимеров), а также необходимость измерять вязкость в условиях низких или высоких темп-р и давлений (сжиж. газов. расплавл. металлов и т. д.) обусловливают большое разнообразие методов В. и конструкций приборов - вискозиметров.

viscosimetry

* * *

visco(si)metry

* * *

viscosimetry

ж.

viscosimetria f

физ.

віскозиме́трія

физ.

віскозиме́трія

совокупность методов измерения вязкости. Наиб. распространены методы: капиллярный, основанный на Пуазёйля законе; падающего шара (см. С такса закон); ротационный (соосных цилиндров) и ультразвуковой.