сгенерировать QR код
Открытый доступ
Только для подписчиков
Модель измерений вязкости бесконтактным аэрогидродинамическим методом
https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-11-57-64
Аннотация
Дан краткий обзор бесконтактных методов измерений вязкости жидкостей. Показано, что для измерений высокой (более 10 Па·с) вязкости целесообразно использовать импульсный аэрогидродинамический метод. Изложена суть метода, заключающаяся в деформации поверхности контролируемой жидкости струёй газа и определении вязкости по времени достижения заданной степени деформации с момента подачи струи. Теоретически получены две модели и две функции измерений вязкости импульсным аэрогидродинамическим методом и оценен нижний предел измерений вязкости. Экспериментально исследованы две модели измерений вязкости при углах аэродинамического воздействия 20° и 50° с компенсацией и без компенсации переходного процесса в момент открытия электромагнитного клапана. Установлено, что для определения вязкости по времени достижения заданной степени деформации поверхности жидкости целесообразно применять линейную функцию измерений, не компенсировать переходный процесс в пневмосистеме и использовать аэродинамическое воздействие под углом 20–30° к поверхности жидкости. Экспериментально доказано, что в диапазоне 0,5–100 Па·с относительная погрешность измерений вязкости не превышает 3 %. Результаты актуальны для повышения оперативности измерений вязкости жидкостей в машиностроении, лакокрасочной, пищевой, химической, электротехнической и нефтяной промышленности.
Ключевые слова
бесконтактный метод измерений,
вязкость,
газ,
жидкость,
поверхность,
струя,
модель измерений,
функция измерений
Об авторах
А. П. Савенков
Тамбовский государственный технический университет
Россия
Россия
Александр Петрович Савенков
Тамбов
В. А. Сычёв
Научно-производственное объединение «МИЭЛТА ТЕХНОЛОГИИ»
Россия
Россия
Владислав Андреевич Сычёв
г. Тамбов
Список литературы
1. Домостроев А. В., Демьянов А. А., Клим О. В., Юдченко Д. А. Сравнительные исследования поточных вибрационных вискозиметров нефти // Измерительная техника. 2013. № 3. С. 62–66 [Domostroev A. V., Dem’yanov A. A., Klim O. V., Yudchenko D. A., Measurement. Techniques, 2013, vol.56, nо. 3, pp.337–343.https://doi.org/10.1007/s11018-013-0206-1 ]
2. Соломин Б. А., Черторийский А. А., Конторович М. Л., Низаметдинов А. М. Аппаратно-программный комплекс для оперативного исследования теплофизических свойств жидкости // Измерительная техника. 2014. № 3. С. 49–52. [Solomin B. A., Chertoriiskii A. A., Kontorovich M. L., Nizametdinov A. M., Measurement. Techniques, 2017, vol. 57, nо. 3, pp. 312–317. https://doi.org/10.1007/s11018-014-0451-y ]
3. Chaudhary K., Munjal P., Singh K. P., Sci. Rep., 2021, vol. 11, no. 14365. https://doi.org/10.1038/s41598-021-93729-0
4. Banks R. B., Chandrasekhara D. V., J. Fluid Mech., 1963, vol. 15, part 1, pp. 13−34. https://doi.org/10.1017/S0022112063000021
5. Савенков А. П., Сычёв В. А. Исследование реакции поверхности жидкости на импульсное воздействие наклонной газовой струи при малых числах Рейнольдса // Журнал технической физики. 2022. Т. 92. Вып. 2. С. 216–224. https://doi.org/10.21883/JTF.2022.02.52010.251-21 [Savenkov A. P., Sychev V. A., Tech. Phys., 2022, vol. 92, no. 2, pp. 183–190. https://doi.org/10.21883/TP.2022.02.52944.251-21 ]
6. Савенков А. П., Мордасов М. М., Сычёв В. А. Бесконтактное пневмоэлектрическое устройство для измерений вязкости жидкостей // Измерительная техника. 2020. № 9. С. 43–49. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-9-43-49 [Savenkov A. P., Mordasov M. M., Sychev V. A., Measurement Techniques, 2020, vol. 63, nо. 9, pp. 722–728. https://doi.org/10.1007/s11018-021-01845-0 ]
7. Herlach D. M., Cochrane R. F., Egry I., Fecht H. J., Greer A. L., Int. Mater. Rev., 1993, vol. 38, no. 6, pp. 273–347. https://doi.org/10.1179/095066093790326267
8. Li L. H., Hu L., Yang S. J., Wang W. L., Wei B., J. Appl. Phys., 2016, vol. 119, no. 035902. https://doi.org/10.1063/1.4940243
9. Xue S., Dong W., Chen D., Guo Q., He H., Yu J., Rev. Sci. Instrum., 2021, vol. 92, no. 065111. https://doi.org/10.1063/5.0026974
10. Beckers M., Engelhardt M., Schneider S., High Temp. – High Press., 2021, vol. 50, no. 3, pp. 167–184. https://doi.org/10.32908/hthp.v50.1031
11. Langstaff D., Gunn M., Greaves G. N., Marsing A., Kargl F., Rev. Sci. Instrum., 2013, vol. 84, no. 124901. https://doi.org/10.1063/1.4832115
12. Kremer J., Kilzer A., Petermann M., Rev. Sci. Instrum., 2018, vol. 89, no. 015109. https://doi.org/10.1063/1.4998796
13. Sohl C. H., Miyano K., Ketterson J. B., Rev. Sci. Instrum., 1978, vol. 49, no. 10, pp. 1464–1469. https://doi.org/10.1063/1.1135288
14. Behroozi F., Smith J., Even W., Am. J. Phys., 2010, vol. 78, no. 11, pp. 1165–1169. https://doi.org/10.1119/1.3467887
15. Koller T. M., Kerscher M., Fröba A. P., J. Colloid Interface Sci., 2022, vol. 626, pp. 899–915. https://doi.org/10.1016/j.jcis.2022.06.129
16. Nishimura Y., Hasegawa A., Nagasaka Y., Rev. Sci. Instrum., 2014, vol. 85, no. 044904, 11 p. https://doi.org/10.1063/1.4871992
17. Eguchi M., Taguchi Y., Nagasaka Y., Opt. Express, 2018, vol. 26, no. 26, pp. 34070–34080. https://doi.org/10.1364/OE.26.034070
18. Taylor M. A., Kijas A. W., Wang Z., Lauko J., Rowan A. E., Biomed. Opt. Express, 2021, vol. 12, no. 10, pp. 6259–6268. https://doi.org/10.1364/BOE.435869
19. Postnov D. D., Moller F., Sosnovtseva O., PLoS ONE, 2018, vol. 13(9), e0203141. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0203141
20. Chan J., Raghunath A., Michaelsen K. E., Gollakota S., Proc. ACM Interact. Mob. Wearable Ubiquitous Technol., 2022, vol. 6, no. 1, pp. 3:1–3:27. https://doi.org/10.1145/3517256
21. Verma G., Yadav G., Saraj C. S., Li L., Miljkovic N., Delville J. P., Li W., Light: Sci. Appl., 2022, vol. 11, no. 115. https://doi.org/10.1038/s41377-022-00796-7
22. Yoshitake Y., Mitani, S., Sakai, K., Takagi, K., J. Appl. Phys., 2005, vol. 97, no. 024901. https://doi.org/10.1063/1.1839640
23. Shimokawa Y., Sakai K., Phys. Rev. E, 2013, vol. 87, no. 063009. https://doi.org/10.1103/PhysRevE.87.063009
24. Гализдра В. И., Мордасов М. М. Двухфазная система «струя газа – жидкость» в измерении вязкости жидких сред // Вестник ТГТУ. 1999. Т. 5. № 2. С. 218–227. [Galizdra V. I., Mordasov M. M., Dvuhfaznaya sistema “struya gaza – zhidkost’” v izmerenii vyazkosti zhidkih sred, Transactions TSTU, 1999, vol. 5, no. 2, pp. 218–227. (In Russ.)]
25. Гребенникова Н. М., Мордасов М. М. Пневматический метод контроля вязкости жидкостей // Вестник ТГТУ. 2005. Т. 11. № 1А. С. 81–87 [Grebennikova N. M., Mordasov M. M., Pnevmaticheskij metod kontrolya vyazkosti zhidkostej, Transactions TSTU, 2005, vol. 11, no. 1А, pp. 81–87. (In Russ.) ]
26. Мордасов М. М., Савенков А. П., Сафонова М. Э., Сычев В. А. Бесконтактное триангуляционное измерение расстояния до зеркальных поверхностей // Автометрия. 2018. Т. 54. № 1. С. 80–88. https://doi.org/10.15372/AUT20180111 [Mordasov M. M., Savenkov A. P., Safonova M. E., Sychev V. A., Optoelectron. Instrum. Data Process., 2018, vol. 54, no. 1, pp. 69–75. https://doi.org/10.3103/S8756699018010119 ]
27. Mishchenko S. V., Mordasov M. M., Savenkov A. P., Safonova M. E., Sychev V. A., Advanced Materials & Technologies, 2019, no. 3(15), pp. 50–55. https://doi.org/10.17277/amt.2019.03.pp.050-055
28. Мищенко С. В., Мордасов М. М., СавенковА. П., СычёвВ. А. Исследования влияния размеров сосуда с жидкостью на показания вискозиметра Брукфильда // Измерительная техника. 2020. № 4. С. 33–38. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2020-4-33-38 [Mischenko S. V., Mordasov M. M., Savenkov A. P., Sychev V. A., Measurement Techniques, 2020, vol. 63, nо. 4, pp. 288–294. https://doi.org/10.1007/s11018-020-01784-2 ]
Рецензия
Для цитирования:
Савенков А.П., Сычёв В.А. Модель измерений вязкости бесконтактным аэрогидродинамическим методом. Izmeritelʹnaya Tekhnika. 2022;(11):57-64. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-11-57-64
For citation:
Savenkov A.P., Sychev V.A. The model of viscosity measurement by the non-contact aerohydrodynamic method. Izmeritel`naya Tekhnika. 2022;(11):57-64. (In Russ.) https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-11-57-64
Просмотров:
134
Послать статью по эл. почте 