Формы воспринимающего элемента (ротора)

Форма зависит от вида исследуемого материала (ньютоновский или неньютоновский) и диапазона измеряемых значений вязкости (см. рис.10).

Rн

Rв

а

б

в

Rн

Rв

г

α

β

д

е

ж

з

и

к

h

л

м

н

Рис. 10. – Принципиальные схемы ротационных вискозиметров:

а, б – коаксиальные цилиндры; в – сфера; г – полусфера; д – конус; е – плоскопараллельные пластины; ж – плоские кольца; з – конические кольца;

комбинации: и – цилиндр – диск; к – цилиндр – полусфера; л – конус – диск;

м – цилиндр – конус; н – цилиндр – конус – диск.

При анализе таких жидкостей, как водные растворы, вино, жидкое масло при повышенной температуре, вязкость которых не зависит от скорости сдвига в измерительном зазоре применяют роторы любой формы (наиболее часто цилиндр – цилиндр или конус – конус). Неньютоновские материалы, вязкость которых зависит от скорости сдвига, можно испытывать на ротационных вискозиметрах, имеющих измерительные поверхности типа цилиндр – цилиндр с малым рабочим зазором. Для исследования высоковязких материалов рекомендуется применять измерительные поверхности типа конус – плоскость с рабочим зазором от 0,2 до 0,5 мм. Такие типы роторов позволяют получать в рабочем зазоре равномерное распределение напряжений сдвига. Для измерения очень малых вязкостей ньютоновских жидкостей применяют воспринимающие поверхности колокольного типа.

Наибольшее распространение в пищевой промышленности получили коаксиально – цилиндрические поверхности для измерения характеристик вязких и вязкопластичных продуктов.

Известны два основных варианта прибора с коаксиальными цилиндрами.

В первом испытуемый материал помещается в зазор между роторами, один из которых приводится в равномерное вращательное движение, а другой цилиндр подвешен на упругой нити или упруго связан с измерительной системой. Вязкость вычисляется по скорости первого цилиндра и по углу поворота второго цилиндра относительно его начального положения. Этот метод применяется в основном для исследования маловязких жидкостей и газов.

Во втором варианте внешний цилиндр неподвижен, внутренний приводится во вращение с помощью падающего груза или электродвигателя через силоизмерительную систему.

Классификация роторных визкозиметров:

1. По форме воспринимающего элемента и сосуда с исследуемой жидкостью.

2. По методу измерения момента сопротивления:

• приборы непосредственной оценки (при вращении цилиндра засчет вязкости материала на роторе возникает момент сопротивления);

• приборы нулевого сравнения.(в обмотку управления чувствительного элемента подается напряжение . которое вызывает момент, равный моменту сопротивления на роторе. При равенстве моментов ротор. чувствительный элемент останавливаются.)

Виды воспринимающих элементов:

• Цилиндр (для жидкостей средней и высокой вязкости – от 50 до 10⁶ МПас);

• Колокол (для жидкостей низкой вязкости – от 2 до 10³ МПас, например, масло. фруктовые соки, разбавленные растворы);

• Цилиндр с коническим дном (материалы со средним значением вязкости);

• Конус (для высоковязких материалов. трудноудаляемых после измерения);

• Звездообразный, игольчатый (для грубых дисперсных и негомогенных материалов).

Принцип работы визкозиметров с коаксильными цилиндрами:

• вращается внутренний цилиндр и на нем измеряется момент;

• вращается внутренний цилиндр. а момент измеряется на внешнем;

• вращается внешний цилиндр, а момент измеряется на внутреннем;

• вращается внешний цилиндр и момент измеряется на внешнем.