Расчет реологических параметров

Записать полученные экспериментальные данные по индикатору вискозиметра в таблицу 2. Скорость сдвига D_r для каждого режима известна и являются постоянной величиной от скорости вращения внутреннего цилиндра. Напряжение сдвига t_r, рассчитывается по формуле:

t_r (мПа)= 3a.

Динамическая вязкость жидкости m рассчитывается по формуле с использованием коэффициента f:

m(мПас) =t_rf.

Таблица 2. Экспериментальные и расчетные данные по динамической вязкости и напряжению сдвига для воды и смеси воды и глицерина

Режим
№ п/п	Реологические коэффициенты
Дистиллированная вода
	Показания индикатора a, ед.
	Скорость сдвига Dr, с-1				437,4	364,5
	Коэффициент f, с	0,0762	0,1372	0,1524	0,2286	0,2743
	Напряжение сдвига tr, мПа
	Динамическая вязкость m, мПас
Смесь воды с глицерином
	Показания индикатора a, ед.
	Скорость сдвига Dr, с-1				437,4	364,5
	Коэффициент f, с	0,0762	0,1372	0,1524	0,2286	0,2743
	Напряжение сдвига tr, мПа
	Динамическая вязкость m, мПас

Провести анализ полученных графических зависимостей.

Вопросы к зачету.

1. Принцип работы ротационного вискозиметра?

2. Конструкция ротационного вискозиметра Rheotest RV2.1.?

3. Что такое напряжение сдвига и скорость сдвига (деформации)?

4. Реологические свойства и типы неньютоновских жидкостей?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

Исследование вязкости жидкости капиллярным вискозиметром ВПЖ при различной температуре

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Для выполнения работы необходимы:

Вискозиметр ВПЖ (постоянная прибора 1,121 сСт/с)

Секундомер стрелочный с малым делением равным 0,02 с

Мерный стакан

Устройство термостатирования (водяная баня)

Дистиллированная вода

Глицерин (трехатомный спирт С₃Н₃(ОН)₃ , молекулярная масса 92,1 г/моль, плотность- 1,261 г/см³, динамическая вязкость 1450 мПас, поверхностное натяжение 63 мН/м, температура кипения 290 град.)

Фильтровальная бумага

Цель работы- научиться пользоваться капиллярным вискозиметром и определить изменение вязкости смеси воды и глицерина от температуры.

Прежде всего, необходимо ознакомиться с инструкцией по работе с вискозиметром.

Затем необходимо приготовить рабочую смесь глицерина в дистиллированной воде так, чтобы время протекания смеси в вискозиметре составляло 12 - 50 сек. Для этого берется мерный стакан, в который наливается 0,7 объема воды и затем 0,3 объема глицерина. Смесь тщательно перемешивается не менее 20-30 сек и затем тестируется в вискозиметре при комнатной температуре. Если время протекания составит менее 12 сек – необходимо добавить в смесь 3-4 см³ глицерина, тщательно перемешать, и снова измерить время протекания. С полученной рабочей жидкостью необходимо провести 3 последовательных эксперимента при комнатной температуре (не извлекая жидкость из вискозиметра) и записать полученные данные в таблицу.

Далее необходимо снять крышку термостатирующего устройства, установить в него вискозиметр с жидкостью так, чтобы уровень жидкости в капилляре находился ниже уровня воды в термостате. Затем включить термостат, внести в электронную память первое значение температуры 25 ^оС и дождаться установления заданной температуры. Провести 3 последовательных эксперимента измерения вязкости при заданной температуре и записать полученные данные в таблицу. После этого устанавливают новую температуру термостата на 5 градусов выше предыдущей. Таким образом, необходимо последовательно протестировать вязкость жидкостной смеси при температурах 25, 30, 35 и 40 ^оС и комнатной.

Расчетная часть включает в себя определение кинематической вязкости по формуле:

,

где С- постоянная прибора , t – время протекания жидкости, с.

По данным кинематической вязкости рассчитать динамическую вязкость с учетом текущей плотности r(Т) жидкости при заданной температуре Т:

.

Плотность жидкости при заданной температуре рассчитывается по формуле:

,

где r(20) - плотность смеси при температуре 20 ^оС;, DТ – разность между начальной и текущей температурой; постоянную температурного расширения a для смеси считать равной 0,0003 град^-1 .

Расчет исходной плотности смеси r₂₀ провести по формуле:

,

где r_вода, r_глиц. – табличные плотности для воды и глицерина; y_i –объемные доли воды и глицерина.

Все промежуточные расчеты обязательно привести в отчете. Полученные конечные данные оформить в виде приведенной ниже таблицы. По данным таблицы построить на миллиметровой бумаге график m=F(T) изменения динамической вязкости от температуры и приложить его к отчету.

Таблица

Экспериментальные данные измерения вязкости водного раствора глицерина на вискозиметре типа ВПЖ

Номер по порядку (n)	Темпе-ратура опыта, о С	Плот-ность смеси, кг/м3	Время протека-ния, с	Кинемати-ческая вязкость, м2/с	Динами-ческая вязкость, мПас
	комна-тная
	То же
	То же
Средняя вязкость
Средняя вязкость
Средняя вязкость
Средняя вязкость
Средняя вязкость

Вопросы к отчету:

1. Что такое вязкость? Закон Ньютона для вязкости.

2. Закон Эйнштейна для вязкости дисперсных систем?

3. Зависимость вязкости от температуры и давления?

4. Вязкость неньютоновских жидкостей.

5. Методы регулирования вязкости воды при вытеснении нефти водой?