КАПИЛЛЯРНАЯ ЯЧЕЙКА ЖИДКОСТНОГО ВИСКОЗИМЕТРА

Полезная модель (ПМ) относится к технике измерения вязкости жидкостей.
Известны капиллярные жидкостные вискозиметры (RU №19167 U1, опубл. 10.08.2001, бюлл. №22), (RU №75745 U1, опубл. 20.08.2008, бюлл. №23). Их общим недостатком является сложность устройств, невысокая точность получаемых результатов.
Наиболее близким к заявляемой ПМ является вискозиметр, состоящий из горизонтальной капиллярной ячейки, укрепленной в нижней части боковой стенки сосуда Мариотта. Жидкость заполняет сосуд Мариотта, конструкция которого позволяет фиксировать разность давлений на концах капиллярной трубки, может вытекать через нее. При измерении снимается пробка, закрывающая капиллярную трубку, измеряется объем вытекшей жидкости и время вытекания в зависимости от перепада давления на концах капилляра. Горловина сосуда плотно закрывается резиновой пробкой с вставленной в нее специальной трубкой, положение нижнего конца которой относительно капилляра и регулирует давление. Коэффициент вязкости жидкости вычисляется по формуле Пуазейля (Лабораторный практикум по общей физике [Текст]: учебное пособие в 2 т. Т. 1: Термодинамика и молекулярная физика. 2-е изд., испр. - 292 с. / Гладун А.Д., Александров Д.A., Игошин Ф.Ф. и др.; Под ред. А.Д. Гладуна. - М., МФТИ, 2007, с. 140-148. - ISBN 5-7417-0206-6).
Недостатком этого вискозиметра является несовершенство устройства капиллярного узла, которое затрудняет измерения, может приводить к потере измеряемого количества жидкости, а значит и точности измерений.
Задачей полезной модели является усовершенствование капиллярной ячейки, приводящее к удобству, упрощению и более высокой надежности и точности измерений.
Решение поставленной задачи достигается тем, что измерительная часть вискозиметра изготовлена в виде отдельного узла, названного капиллярной ячейкой.
На фиг. 1 представлен общий вид вискозиметра, состоящий из сосуда Мариотта, заполненного исследуемой жидкостью, в который вставлена через резиновый уплотнитель стеклянная трубка 1, нижний конец которой находится выше капилляра 2 на величину h, который вместе с краном 3 составляет единый узел - капиллярную ячейку. Исследуемая жидкость через открытый кран истекает из сосуда в мензурку 4.
На фиг. 2 изображена отдельно капиллярная ячейка в сборе.
На фиг. 3 ее изображение в разрезе, где 2 - капилляр с внутренним с калиброванным диаметром d, 5 - резиновый уплотнитель, имеющий форму усеченного конуса, в котором вырезаны с двух сторон соосные отверстия разных сечений. В одно, меньшего диаметра, плотно вставляется капиллярная трубка с внутренним диаметром d длиной l. Расширить диапазон измеряемых значений вязкости исследуемой жидкости можно изменением величины d. С другого конца вставлен, также плотно, кран 3, внутренний диаметр которого D>>d так, что потерь напора вытекающей жидкости в кране не происходит, а капилляр частично входит в него. Диапазон значений коэффициента вязкости может быть расширен подбором разных значений диаметра капилляра. Форма носика крана такова, что позволяет жидкости без потерь контролируемо стекать в приемный сосуд (мензурка 4, на фиг. 1).
Истечение жидкости происходит под действием перепада давления на концах капилляра величиной Δρ=ρgh. Измеряя объем вытекшей жидкости и время истечения в зависимости от h и d, по формуле Пуазейля можно вычислить коэффициент вязкости исследуемой жидкости.
Техническим результатом является удобство, простота и надежность конструкции, позволяющее избежать потерь вытекающей жидкости, что позволяет повысить точность измерений.