Realogiyanin əsaslari. Dos. Zeynalova f

Kapilyar viskozimetrlər.   Bu tip viskozimetrlərdən nisbətən kiçik özlülüyə malik olan materialların özlü xarakteristikalarının ölçülməsində istifadə olunur. Kapilyar viskozimetrlərin mahiyyəti ondan ibarətdir ki, sərfi, təzyiq fərqini, materialın hərəkət etdiyi kapilyarın uzunluğunu və diametrini ölçərək materialın yerdəyişməyə qarşı müqavimətini, yəni özlülüyünü hesablamaq olar. Bu məsələ nyuton mayeləri üçün daha sadədir. Onların kapilyarlarda laminar axını Puazeyl düsturu ilə ifadə olunur:

burada: η – dinamik özlülük əmsalı, Pa·s;

– kapilyarın radiusu, m;

Δр – kapilyarın uzunluğu boyu təzyiq fərqi, Pa;

L – kapilyarın uzunluğu, m;

Q – kapilyardan keçən materialın həcmi, kq/m3

Viskozimetrin kapilyarında mayenin axma sxemi aşağıda göstərilmişdir. Kapilyar viskozimetriya nəzəriyyəsi ona əsaslanır ki, cihazdakı axın laminardır, divarlarda sürüşmə yoxdur. Nöqtənin deformasiya sürəti elə həmin nöqtədəki yüklənmədən asılıdır.

L

r

R

τ

τ

x

Р1

Р2

Kapilyarda viskozimetrin axma sxemi.

Eyni zamanda qeyd etmək lazımdır ki, bəzi hallarda sürüşmə mümkündür. Bir çox alimlər belə hallarla dəfələrlə rastlaşmışlar. Lakin bu hadisələrin öyrənilməsi üçün kifayət qədər etibarlı üsullar indiyə qədər də işlənib-hazırlanmamışdır. Kapilyar viskozimetrlərdə aparılan sınaqlar zamanı Q kütlə sərfinin Δр təzyiq fərqindən asılılığı müəyyən olunur. Əgər sınaqlar bir kapilyarda aparılırsa, onda kapilyarın divarındakı deformasiya gərginliyinini τ, Pa aşağıdakı düsturla hesablayırlar:   burada: n – axır təsirləri nəzərə almaqla, əlavə düzəlişdir. Özlülüyün dəqiq ölçülməsinə axır təsirləri kənar etmək üçün eyni radiuslu, lakin müxtəlif uzunluqlu iki kapilyardan istifadə olunur. Onda τ aşağıdakı düsturla hesablanır: . Yerdəyişmə sürəti , s–1 aşagıdakı düsturla hesablayırlar. , burada: .  

  Nyuton və qeyri-nyuton xassəli məhsullar üçün kapilyar viskozimetrlərin ümumi sxemi şəkil 2.6-da göstərilmişdir. Bütün bu tip cihazlar üçün ümumi cəhət kapilyarın, mayenin və sistemin sərfini və ya həcmini ölçmək üçün hidrostatik təzyiqin yaranmasını təmin edən qurğunun olmasıdır. Kapilyar kimi nyuton və qeyri-nyuton mayelərinin özlülüyünü ölçmək üçün diametri 2-3 mm olan kalibrlənmiş borulardan istifadə olunur. Bir qayda olaraq, alınan nəticələr dəyişkəndir, belə ki, boruların diametrindən asılı deyil. Yüksək özlülüyə malik qeyri-nyuton mayeləri və plastik özlü sistemlər üçün kapilyarın diametri bir neçə onlarla millimetrə bərabər ola bilər, ölçmələrin nəticələri isə çox zaman onun diametrindən asılı olur, yəni dəyişkən deyildir. Göstərilən hər iki halda kapilyarın diametri nəzəri olaraq uyğun cisimlər üçün alınmış düsturlara daxil olur. Lakin plastik özlü cisimlərin modellərinin boruları ilə hərəkət zamanı axın diametrdən asılı ola bilər. Bu zaman müxtəlif diametrlərdə eyni adlı məhsul müxtəlif axın modellərinə malik olur ki, onları hesablamaq kifayət qədər mürəkkəbdir. Nisbətən sadə, ənənəvi, eyni zamanda universal kapilyar viskozimetrlər olan Ostvald (şək. 2.6,a) və Ubellodi (şək. 2.6,b) viskozimetrləri 1 kapilyarına və maye üçün 2 və 3 kürələrinə malikdir. Axma prosesi üçün hərəkət qüvvəsi təzyiq dəyişməsidir. Ostvald viskozimetrində o, maye sütununun hündürlüyündən, Ubellodi viskozimetrində isə vakum və ya borunun bir hissəsində olan təzyiqdən asılıdır. Ölçmələr zamanı cihazları adətən su hamamına yerləşdirirlər. Öyrənilən mayenin istilik tənzimlənməsi cihazda 10-30 dəq. davam edir. Bu müddət ərzində onun temperaturu termostatda olan mayenin temperaturuna yaxınlaşır, əvvəlki ölçmələrlə eyni olan şərait yaranır. Qısa müddətli istilik tənzimlənməsi zamanı qiymətlərdəki səhvlər onların həqiqi qiymətlərindən kənara çıxmalara səbəb olur. Ubellodi tipli viskozimetrlərdə ölçmələr aparan zaman mütləq bir tərəfdən təzyiq və ya vakuum yaratmaq lazımdır. Bunun üçün kompressor və ya vakuum nasos kimi işləyə bilən hava nasosundan ibarət qurğudan, həcmi 8-10 l olan tıxaclı şüşə monostat, U-ya bənzər maye manometr, manometrdən atılan mayeni tutub saxlayan qabdan və havanın verilməsini tənzimləyən üçqapılı krandan istifadə olunur. Ölçməyə başlamazdan əvvəl təzyiq bütün həcmlərdə bərabərləşdirilməlidir. Maye kapilyardan axan zaman təzyiqin çoxluğu axının burulğanlığını yaradır. Buna görə də Reynolds kriterisinə görə laminarlığın yoxlanmasını xüsusilə diqqətlə həyata keçirmək lazımdır.

1

2

3

1

3

2

 

 

Kapilyar viskozimetrlər: a) Ostvald b) Ubellodi:

1 kapilyardan keçən mayenin həcmini ölçən dəyirmi qab;

2 – kapilyar;

3 – mayenin yığılması üçün kürə qab

a) b)

Bütün cihazların işində ümumi şərtlər stendin tərtibi və üfüqi və ya cihazın şaquli qurulması, yaxşı yuyulub qurudulmuş cihazın tədqiq olunan məhsulla doldurulması və onun temperaturunun seçilmiş temperatura görə sabitləşdirilməsi, müəyyən həcmdə zamanın gedişinin ölçülməsidir ki, bu özlülükdən və hündürlüyün müxtəlifliyindən və ya hidrostatik təzyiqdən asılı olur. Ölçmələri aparmazdan əvvəl cihazları etalon mayeyə, yəni distillə suyuna, şəkər məhluluna və ya gənəgərçək yağına görə nizamlayırlar. Nizamlanma tələb etməyən əksəriyyət cihazlarda sabitləri işçi orqanların ölçülərinə görə Puazeyl düsturuna uyğun təyin edirlər burada: р – hidrostatik təzyiq, Pa; d – kapilyarın daxili diametri, m; Nəzərə almaq lazımdır ki, hidrostatik ölçmələri son dərəcə yüksək dəqiqliklə aparmaq lazımdır. Buna görə də, kapilyar viskozimetrləri etalon mayeyə görə dərəcələyirlər. Ostvald viskozimetri nisbi cihaz kimi istifadə edilir. Hesablayıcı formul aşağıdakı kimidir:

burada: КT – cihazın temperatur ölçülməsində suyun sabitidir, m2/s2;

ρ – mayenin qatılığı, kq/m3;

t – zaman müddəti, s.