izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2023-8-53-59izmertech-1984Research ArticleМЕХАНИЧЕСКИЕ ИЗМЕРЕНИЯMECHANICAL MEASUREMENTSИстория развития капиллярного метода измерений кинематической вязкости: от вискозиметра Ломоносова до информационно-измерительной системыThe history of the development of the capillary method of measuring kinematic viscosity: from the Lomonosov viscometer to the information measuring systemhttps://orcid.org/0000-0003-1468-934XМиргородскаяА. В.MirgorodskayaA. V.

Анастасия Викторовна Миргородская

Санкт-Петербург

Anastasia V. Mirgorodskaya

St. Petersburg

a.v.mirgorodskaya@vniim.ruВсероссийский научно-исследовательский институт метрологии им. Д. И. Менделеева; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра ВеликогоРоссияD. I. Mendeleyev Institute for Metrology; Peter the Great St. Petersburg Polytechnic UniversityRussian Federation202321092023085359Copyright © ФГУП "ВНИИФТРИ", 20232023ФГУП "ВНИИФТРИ"ФГУП "ВНИИФТРИ"https://www.izmt.ru/jour/about/submissions#copyrightNoticehttps://www.izmt.ru/jour/article/view/1984

Описана история развития капиллярного метода измерений вязкости и рассмотрены задачи автоматизации и совершенствования этого метода. Дан сравнительный анализ актуальных на сегодняшний день вибрационного, ротационного, капиллярного методов измерений вязкости жидкости и реализующих их средств измерений. Кратко описаны Государственная поверочная схема для средств измерений вязкости, применяемые в этой схеме капиллярный метод измерений вязкости и вискозиметры стеклянные капиллярные. Рассмотрены причины, по которым капиллярный метод применяется во многих странах как основной высокоточный метод измерений вязкости жидкостей. Приведён детальный вывод формулы расчёта кинематической вязкости исследуемой жидкости. В качестве одного из возможных путей дальнейшего развития капиллярного метода измерения кинематической вязкости предложено создать информационно-измерительную систему измерений кинематической вязкости исследуемой жидкости. Описан принцип работы данной системы и сформулированы планы по её реализации. Показано, что повысить точность измерений вязкости жидких сред капиллярным методом можно за счёт автоматизации измерений и установки детекторов определённого вида. Результаты выполненного анализа актуальны для обеспечения единства измерений вязкости в Российской Федерации.

The history of the development of the capillary method of viscosity measurements is described and the tasks of automation and improvement of this method are considered. A comparative analysis of the currently relevant vibrational, rotational, capillary methods of measuring the viscosity of a liquid and the measuring instruments implementing them is given. The State verifi cation scheme for viscosity measuring instruments to represent the role of the capillary method in general and glass capillary viscometers in particular in this structure is briefl y described. The reasons why the capillary method is used in many countries as the main high-precision method for measuring the viscosity of liquids are considered. A detailed derivation of the formula for calculating the kinematic viscosity of the liquid under study is given. As one of the possible ways to further develop the capillary method of measuring kinematic viscosity, it is proposed to create an information-measuring system for measuring the kinematic viscosity of the liquid under study. The principle of operation of this system is described and plans for its implementation are formulated. It is shown that it is possible to increase the accuracy of measurements of the viscosity of liquid media by the capillary method by automating measurements and installing detectors of a certain type. The results of the performed analysis are relevant to ensure the uniformity of viscosity measurements in the Russian Federation.

кинематическая вязкостьвискозиметр стеклянный капиллярныйметоды измеренийинформационно-измерительная системаэталонkinematic viscosityviscosity measurement methodsinformation and measurement systemstandardReferencesМогилевский М. А. Леонардо о природе воды // Наука из первых рук. 2007. Т. 17. № 5. С. 50–61.Mogilevskij M. A. Leonardo on the Nature of Water. Science First Hand, 2007, vol. 17, no. 5, pp. 50–61. (In Russ.)Алферова М. В. Леонардо да Винчи. Настоящая история гения. М.: АСТ, 2015. 286 с.Alferova M. V. Leonardo da Vinchi. Nastojashhaja istorija genija [Leonardo da Vinci. The real story of a genius], Moscow, AST, 2015, 286 p. (In Russ.)Мизеровский Л. Н., Смирнов П. Р. Вязкость и внутреннее трение в жидкостях // Российский химический журнал. 2020. № 64(1). С. 3–12. https://doi.org/10.6060/rcj.2020641.1Mizerovskij L. N., Smirnov P. R. Russian Journal of General Chemistry, 2020, no. 64(1), pp. 3–12. (In Russ.) https://doi.org/10.6060/rcj.2020641.1Ньютон И. Математические начала натуральной философии: Пер. с лат. / Под ред. и с предисловием: Полак Л. С. Изд. 4-е. М.: URSS, 2023. С. 486–488.Newton Issac (1643–1727). Philosophiæ naturalis principia mathematica, Londini: Jussu Societatis Regiae ac typis Josephi Streater, Prostat apud plures bibliopolas, 1687. (In Lat.)Основы практической реологии и реометрии: Пер. с англ. И. А. Лавыгина / Под ред. В. Г. Куличихина. М.: КолосС, 2003. 312 с.Lavygina I. A. Osnovy prakticheskoj reologii i reometrii [Fundamentals of practical rheology and rheometry], Moscow, KolosS Publ., 2003, 312 p. (In Russ.)Крутоголов В. Д., Кулаков М. В. Ротационные вискозиметры. М.: Машиностроение. 1984. 112 с.Krutogolov V. D., Kulakov M. V. Rotacionnye viskozimetry [Rotary viscometers], Moscow, Mashinostroenie Publ., 1984, 112 p. (In Russ.)Зацерклянный О. В. Исследование путей расширения диапазона вязкости вибрационного плотномера // Актуальные проблемы пьезоэлектрического приборостроения: Сборник трудов VIII Всероссийской научно-технической конференции, Ростов-на-Дону, 10–15 сентября 2012. Ростов-на-Дону: Издательство Южного федерального университета, 2012. С. 45.Zacerkljannyj O. V. Actual problems of piezoelectric instrumentation, Proceedings of the VIII All-Russian Scientifi c and Technical Conference, Rostov-on-Don, 10–15 September, 2012, Rostov-on-Don, Izdatel’stvo Juzhnogo federal’nogo universiteta Publ., 2012, p. 45. (In Russ.)Голин Г. М., Филонович С. Р. Классики физической науки (с древнейших времен до начала XX в.): Справ. пособие. М.: Высшая школа, 1989. 576 с.Golin G. M., Filonovich S. R. Klassiki fi zicheskoj nauki (s drevnejshih vremen do nachala XX v.) [Classics of physical science (from ancient times to the beginning of the XX century)], Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1989, 576 p. (In Russ.)Леонард Эйлер. Общие законы движения жидкостей // Известия РАН. Механика жидкости и газа. 1999. № 6. С. 26–54.Leonard Jejler. Obshchie zakony dvizheniya zhidkostej. Izvestiya RAN. Mekhanika zhidkosti i gaza, 1999, no. 6, pp. 26–54. (In Russ.)Литинецкий И. Б. М. В. Ломоносов – основоположник отечественного приборостроения, М. Л.: Гостехиздат, 1952. 160 с.Litineckij I. B. M. V. Lomonosov – osnovopolozhnik otechestvennogo priborostroenija [M. V. Lomonosov – the founder of Russian instrument making], Moscow, Leningrad, Gostehijedat Publ., 1952, 160 p. (In Russ.)Билык В. Я. Прибор Ломоносова для исследования жидкостей. М.: Издательство АН СССР, 1960. 5 с.Bilyk V. Ya. Pribor Lomonosova dlya issledovaniya zhidkostej [Lomonosov device for the study of liquids], Moscow, Izdatel’stvo AN SSSR Publ., 1960, 5 p. (In Russ.)Меншуткин Б. Н. Жизнеописание Михаила Васильевича Ломоносова. М., Л.: Издательство АН СССР, 1937, 238 с.Menshutkin B.N. Zhizneopisanie Mihaila Vasil’evicha Lomonosova [Biography of Mikhail Vasilyevich Lomonosov], Moscow, Leningrad, Izdatel’stvo AN SSSR Publ., 1937, 238 p. (In Russ.)Эберт Г. Краткий справочник по физике: справочное издание / под ред. К. П. Яковлева: Пер. со 2-го нем. изд. Н. М. Шикуниной. М.: Физматгиз, 1963. 552 с.Jebert G. Kratkij spravochnik po fi zike: spravochnoe izdanie [A short guide to Physics: reference edition], Moscow, Fizmatgiz Publ., 1963, 552 p. (In Russ.)Воларович М. П. Работы Пуазейля о течении жидкости в трубах. Известия АН СССР. 1947. № 1. С. 3–21.Volarovich M. P. Izvestiya Akademii nauk SSSR, 1947, no. 1, pp. 3–21. (In Russ.)Цурко А. А., Демьянов А. А. Государственный первичный эталон единицы вязкости жидкостей // Материалы 27 симпозиума по реологии, Реологическое общество им. Г. В. Виноградова, Тверь, Россия, 08–13 сентября 2014. ФГБУН Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН, МГУ им. М. В. Ломоносова. Тверь, 2014. С. 72–73.Curko A. A., Demyanov A. A., Vinogradov G. V. Proceeding of the 27rd Symposium of rheology, Tver, 8–13 September, 2014, Moscow, Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis of the Russian Academy of Sciences, Lomonosov Moscow State University Publ., 2014, pp. 72–73. (In Russ.)Степанов Л. П. Измерение вязкости жидкостей. М.: [б.и.], 1966. 43 с.Stepanov L. P. Izmerenie vyazkosti zhidkostey [Measurement of viscosity of liquids]. Moscow, without a publisher, 1966, 43 p. (In Russ.)Демьянов А. А., Неклюдова А. А. Государственный первичный эталон единицы кинематической вязкости жидкости ГЭТ 17-96 // Материалы 28 симпозиума по реологии, Москва, 28 сентября – 02 октября 2016 г., М.: Институт нефтехимического синтеза им. А. В. Топчиева РАН, 2016. С. 74–75. https://www.elibrary.ru/zfkexrDemyanov A. A., Neklyudova A. A. National primary standard of the unit kinematic viscosity of the liquid. Proceeding of the 28th Symposium on Rheology, Moscow, 28 September – 02 October, 2016, Moscow, Topchiev Institute of Petrochemical Synthesis of the Russian Academy of Sciences Publ., 2016, pp. 74–75. (In Russ.)Демьянов А. А., Цурко А. А. Государственный первичный эталон единицы кинематической вязкости жидкости в диапазоне от 4∙10–7 ÷ 1∙10–1 м2/с (ГЭТ 17-96). В кн.: Российская метрологическая энциклопедия. Т. 1. СПб: Гуманистика, 2015. С. 380–382.Demyanov A. A., Tsurko, A. A. Gosudarstvennyy pervichnyy etalon edinitsy kinematicheskoy vyazkosti zhidkosti v diapazone ot 4∙10–7 ÷ 1∙10–1 m2/s (GET 17-96) [The State primary standard of a unit of liquid kinematic viscosity at a range from 4·10–7 ÷ ÷ 1·10–1 m2/s (GET 17-96)]. In book: Rossiyskaya metrologicheskaya entsiklopediya [Russian metrological encyclopedia], St. Petersburg, Gumanistika Publ., 2015, vol. 1, pp. 380–382. (In Russ.)Чекирда К. В., Демьянов А. А., Неклюдова А. А., Домостроев А. В., Сулаберидзе В. Ш. История создания и модернизация государственных первичных эталонов единиц динамической, кинематической вязкости жидкости и плотности // Измерительная техника. 2022. № 7. С. 24–29. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-7-24-2Chekirda K. V., Demyanov A. A., Nekliudova A. A., Domostroev A. V., Sulaberidze V. Sh. Measurement Techniques, 2022, vol. 65, no. 7, pp. 487–492. https://doi.org/10.1007/s11018-023-02108-wНеклюдова А. А., Демьянов А. А., Сулаберидзе В. Ш., Чекирда К. В. Результаты сравнительных измерений кинематической вязкости образцов жидкостей // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана. Серия Приборостроение. 2022. № 3(140). C. 103–114. https://doi.org/10.18698/0236-3933-2022-3-103-114Nekliudova A. A., Demyanov A. A., Sulaberidze V. Sh. Herald of the Bauman Moscow State Technical University, Series Instrument Engineering, 2022, no. 3(140), pp. 103–114. (In Russ.) https://doi.org/10.18698/0236-3933-2022-3-103-114Чупаев А. В. Модернизация капиллярного метода измерения вязкости // Известия вузов. Проблемы энергетики. 2010. № 1-2. С. 137–140. https://www.elibrary.ru/lpcnxpChupaev A. V. Modernization of capillary method of viscosity measurement, Izvestija vuzov. Problemy jenergetiki, 2010, no. 1-2, pp. 137–140. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.