2.2. Устройство и принцип работы

Ротационный вискозиметр состоит из сборного корпуса, измерительной системы, привода и стакана для испытуемой среды (рис 2.1.).

Корпус состоит из кожуха 3, оснований 1, 30; верхней платы 14, нижней платы 2 и крышек 29, 38. На платах смонтированы все механизмы вискозиметра.

Рис.2.1. Ротационный вискозиметр ВСН-3

Измерительная система крепится к верхней плате 14 и состоит из измерительного цилиндра 6, закрепленного на оси 12, которая установлена на двух керновых опорах 9 и 16. Для регулировки зазора в осевом направлении, подпятник опоры 16 закреплен в специальном винте 17, перемещающемся во втулке 15. На втулке 15 смонтированы подшипники 10, на наружных обоймах которых посажены шпиндель – шестерня 13, передающая вращение гильзе 11. На верхней части оси 12 установлена втулка 24, на которой закреплены шкала 18 и один конец измерительной пружины 23. Другой конец пружины закреплен в винте 21, который перемещается в кронштейне 20.

Привод вискозиметра состоит из электродвигателя 41 типа ДСГ-1, муфт обгона 27, 35, 39, блока шестерни 37, шестерен 40, 42, 36, 32, 33, 14, 28, 26 и вала 34.

Привод вискозиметра имеет пять скоростей: 0,2; 200; 300; 400; 600 об/мин.

При измерении пластической вязкости и предельного динамического напряжения сдвига гильза 11 вращается со скоростью 200, 300, 400 и 600 об/мин. При вращении вала двигателя 41 влево со скоростью 3000 и 1500 об/мин гильза вращается со скоростью 200 и 400 об/мин. Крутящий момент передается от двигателя 41 через верхний венец блок – шестерни 37, шестерню 36, верхние шарики муфты обгона 35, вал 34, шестерни 32, 33 и шпиндель 13 передается гильзе. В это же время вращение от нижнего венца блок – шестерни 37, передается шестерне 42 через паразитную шестерню 40. Вращение от шестерни 42 на вал 34 не передается, так как нижние шарики муфты обгона 39 не входят в зацепление с шестерней 42 и ступицей муфты.

При вращении двигатель 41 вправо, гильза вращается со скоростью 300 и 600 об/мин. Крутящий момент от двигателя передается на гильзу через нижний конец блок – шестерни 37, шестерни 40, 42, нижние шарики муфты обгона 39, вал 34, шестерни 32, 33, и шпиндель 13. Шестерня 36 вращается в холостую, так как верхние шарики муфты обгона 35 не входят в зацепление с шестерней и ступицей муфты. При измерении предельного статического напряжения сдвига гильза вращается со скоростью 0,2 об/мин. Крутящий момент от двигателя 31 типа ДСД – 2 передается гильзе через шестерни 28, 26, муфту обгона 27, вал 34, шестерни 32, 33 и шпиндель 13.

Для поднятия стакана 7 с испытуемой жидкостью на плате 2 закреплен телескопический столик 4. Изменение положения переключателя соответствует скоростям вращения гильзы прибора: 200, 300, 400, 600 и 0,2 об/мин.

2.3. Обработка результатов измерения

Для аппроксимации экспериментальных данных аналитической зависимостью обычно используют метод наименьших квадратов. Рассмотрим этот метод на примере аппроксимации реологической кривой. Пусть для ряда значений получен путем измерений ряд значений τ_i (i = 1, 2,….. m). Предположим, что зависимость τ отвыражается линейной функцией , и найдем такие значения τ и η, чтобы сумма квадратов отклонений от выбранной функции в экспериментальных точках была минимальной (2.2).

Обозначим среднеквадратичное отклонение

(2.7)

и найдем min δ, рассматривая δ как функциюτ₀ и η. Это приводит к системе уравнений

Подставив в эту систему выражение для δ и решив относительно τ₀ и η, получим

(2.8)

Для аппроксимации экспериментальных данных степенной функцией удобно применить следующий прием. Логарифмируя зависимость , получаем или Т = k₁+ n·Г (2.9)

где Т = lg τ ; k₁ = lg k ; Г = lg.

Если имеется mизмеренных значений Т_i = lg τ_i и Г_i = lg, то аналогично (2.7) и (2.8) можно записать

(2.10)

; k = 10^k₁ (2.11)