13-laboratoriya ishi
Mavzu
: Rototsion usulda suyuqliklar qovushqoqligini o’rganish
Ishdan maqsad
: Rotatsion qovushqoqlik o‘lchash
vositalari ishlash
prinsipini o’rganish.
Nazariy qism
Suyuqliklarning sirpanish yoki siljishiga qarshilik ko’rsatish xususiyati
qovushoqlik
deyiladi.
Berilgan oqimda suyuqlik ikki qatlamining siljishida tangensial kuch
vujudga keladi. Shu kuch Nyuton qonuniga ko‘ra quyidagicha aniqlanadi:
dn
dv
S
F
=
, (13.1)
bu yerda Ғ — siljish kuchi, Н; μ — динамик qovushoqlik yoki
qovushoqlik koeffitsiyenti, Pa s; S — ichki ishqalanpsh yuzasi, m
2
;
dn
d
—
harakatdagi qatlam qalinligi bo‘yicha tezlik gradiyenti (siljish tezligi), 1/s; v —
qatlam oqimining tezligi, m/s; п — harakagdagi qatlam qalinligi, m.
(13.1) tenglamadan dinamik qovushqoqlikni aniqlaymiz:
dn
dv
S
F
=
. (13.2)
SI tizimida dinamik qovushoqlik birligi qilib,
suyuqlik oqimining shunday
qovushoqligi qabul qilinganki, bu oqimda 1 N/m
2
siljish bosimi ta’sirida chiziqli
tezligining gradiyenti siljish tekisligiga perpendikulyar bo‘lgan 1 m masofada 1
m/s bo‘ladi. Dinamik qovushoqlikning bu birligi N s/m
2
yoki Pa s o‘lchoviga ega.
Amalda ko‘pincha dinamik qovushoqlikning suyuqlik zichligi
ga bo‘lgan
nisbatida ifodalanuvchi kinematik qovushoqlikdan foydalaniladi, ya’ni
=
v
. (13.3)
Kinematik qovushoqlik SI da m2/s o‘lchoviga ega. Qovushoqlik amalda
puaz (P) va santipuaz (sP) birliklarida o‘lchanadi.
Bu birliklar SI dagi
qovushqoqlikning birligi bilan quyidagicha bog‘langan:
1 P=0.1 Pa∙s; 1 sP=1 mPa∙s.
Nyuton qonuniga bo‘ysinuvchi suyuqliklar (ya’ni qovushoqligi jadal
mexanik ta’sirlarga bog‘liq bo‘lmagan siljish (surilish) tezligiga chiziqli
bog‘lanishga ega suyuqliklar) nyuton suyuqliklari deyiladi. Agar bu bog‘lanish
chiziqli bo‘lmasa, u holda bunday suyuqliklar nonyuton suyuqliklar deyiladi.
Suyuqliklar, eritmalar, plastik va oziq-ovqat mahsulotlarining
asosiy qismi
nonyuton suyuqliklar guruhiga kiradi.
Rotatsion qovushqoqlik o‘lchash vositalari.
Suyuqliklar qovushoqligini o‘lchashda hamda ularning reologik
xususiyatlarini o‘rganishda rotatsion viskozimetrlardan foydalanish qulay.
Bu
asboblar tekshirilayotgan suyuqlik hosil qiluvchi qarshilik momentlari va
aylantiruvchi momentlarni o‘lchashga asoslangan.
Qovushoq suyuqlikda jism aylanganida qovushoqlik qarshiligi teskari ta’sir
etuvchi moment hosil qiladi. Agar jism doimiy tezlik bilan aylansa,
bu moment
suyuqlik hosil qiladigan aylantiruvchi momentga teng va dinamik qovushoqlikka
mutanosib bo‘ladi:
M=K∙μ∙ω , (13.4)
bu yerda М — aylantiruvchi moment, Nm; К — asbob doimiysi; μ —
dinamik qovushoqlik, Pa∙s;
w
— aylanuvchi jismning burchak tezligi, 1/s.
Rotatsion viskozimetrlar aylanuvchi jism shakli
va aylantiruvchi momentni
o‘lchash usuliga ko‘ra bir-biridan farq qiladi. Boshqa asboblarga nisbatan koaksial
silindrli, aylanuvchi jism va tahlil qilinayotgan suyuqlikka cho‘ktiriladigan
aylanuvchi parallel diskli asboblar ko‘proq ishlatiladi. 13.1 - rasmda rotatsion
viskozimetr turlarining prinsipial sxemalari ko‘rsatilgan.
Koaksial silindrli viskozimetr (13.1-rasm, a) tashqi silindri tahlil
qilinayotgan suyuqlik bilan to‘ldirilgan ikki silindrdan iborat. Tashqi silindr 2
o‘zgarmas tezlik bilan aylanganda dvigatel 1 ta’sirida suyuqlik statsionar aylanish
holatiga keladi va aylantiruvchi momentni ichki silindr 3 ga uzatadi. Bu silindrni
tinch holatda saqlash
uchun silindrga kattaligi teng, lekin teskari ishorali kuch
momenti ta’sir qilishi kerak. Bu kuch, rasmda ko‘rsatilganidek, kalibrlangan yuk 4
yordamida hosil qilinadi.
Laminar harakatda kuch momenti bilan ko‘rilayotgan suyuqlikning
qovushoqligi quyidagicha bog‘langan
2
2
2
2
r
R
r
R
w
l
M
−
=
, (13.5)
bu yerda, М — kuch momenti, N • m; l — ichki silindrning uzunligi, m; w —
tashqi silindr aylaniishining burchak tezligi, 1/s; R va r — tashqi va ichki
silindrlarning radiusi, m.
Viskozimetrlarning tashqi va ichki silindri harakatsiz bo‘ladi.
Tekshiriladigan suyuqlikka cho‘ktiriladigan aylanuvchi jism (13.1- rasm, б)
sharsimon yoki silindrik rotor 1 kabi ishlaydi. Bu rotor dvigatel 2 yordamida
o‘zgarmas aylanishlar chastotasi bilan aylantiriladi. Suyuqlikning rotor aylanishiga
ko‘rsatilgan qarshiligi maxsus qurilma 3 yordamida o‘lchanadi.
Aylanuvchi diskli viskozimetr (13.1- rasm, в) tekshirilayotgan suyuqlikka
cho‘ktirilgan ikki parallel disk 2 va 3 dan iborat. Disk 2 dvigatel 1 yordamida
13.1 – rasm.