Ротационные вискозиметры

Ротационные вискозиметры

Ротационные вискозиметры широко применяются почти во всех отраслях пищевой промышленности в технологических лабораториях предприятий, в научно-исследовательских организациях, в учебных заведениях. Вискозиметры служат для контроля качества исходного сырья, полуфабрикатов и готового продукта, а также для контроля технологических процессов.
В вискозиметрах с вращающимися роторами, в особенности при малом зазоре между ними, характер течения продукта близок к простому сдвигу, что упрощает обработку опытных данных. Диапазон материалов, свойства которых контролируются на ротационных вискозиметрах, достаточно широк: сиропы, молоко, бражки, кремы, шоколад и конфетные массы при повышенной температуре, фарши, творожные массы и т.п.

Вискозиметры ротационного типа по сравнению с другими обладают рядом преимуществ, особенно при испытании материалов с большой вязкостью; они надежны в эксплуатации и могут применяться как для экспресс-измерений, так и для непрерывного измерения вязкости с целью регулирования технологического процесса.Обязательным условием процесса измерения является создание и поддержание в рабочем зазоре ламинарного движения продукта. Так как реологические характеристики пищевых материалов в значительной степени зависят от температуры, необходимо обеспечить контроль температуры продукта в измерительном зазоре, а также предусмотреть возможность стабилизации этой температуры. Конструкция вискозиметра должна удобной в работе, обеспечивать простоту заправки и очистки измерительного зазора.

Измеряют динамическую вязкость. Одно или два коаксиально (соосно) расположенных тела вращения (цилиндры, диск, конус, полусфера). Пространство между ними заполняют исследуемым веществом. При вращении одного из тел (двух относительно друг друга) возникает момент сопротивления деформации жидкости. Существуют два основных метода измерения: измерение момента сопротивления деформации при заданной скорости вращения и измерение скорости вращения тела от приложенного фиксированного крутящего момента. Основная масса приборов использует первый метод. Только ротационные вискозиметры позволяют измерить истинную или абсолютную вязкость, как ньютоновских, так и неньютоновских (структурированных или реологических) сред. Диапазон измеряемой вязкости обычно простирается от 1 мПа•с до сотен тысяч Па•с. Такой широкий диапазон измерений достижим как за счёт изменения скорости вращения шпиндел разных размеров для разных диапазонов вязкости.
Вискозиметр - это прибор для определения вязкости.

Наиболее распространены следующие виды вискозиметров:

• 
  ротационные,
  
• 
  капиллярные,
  
• 
  с падающим шариком,
  
• 
  ультразвуковые.
  

Определение вязкости капиллярными вискозиметрами основано на законе Пуазёйля (см. Пуазёйля закон) и состоит в измерении времени протекания известного количества (объема) жидкости или газа через узкие трубки круглого сечения (капилляры) при заданном перепаде давления.

Капиллярными вискозиметрами измеряют вязкость от 10-5 н∙сек/м² (газы) до 104 н∙сек/м² (консистентные смазки).

Относительная погрешность образцовых капиллярных В.±0,1—0,3%, рабочих приборов ±0,5—2,5%.

В капиллярных вискозиметрах течение жидкости происходит под действием силы тяжести (в начальный момент уровень жидкости в одном колене вискозиметра выше, чем в другом).

Время опорожнения измерительного резервуара определяют как промежуток между моментами прохождения уровня жидкости мимо меток на верхних и нижних концах резервуара.
В капиллярных автоматических вискозиметрах (непрерывного действия) жидкость поступает в капилляр от насоса постоянной производительности.
Перепад давления на капилляре, измеряемый манометром, пропорционален искомой вязкости.

В ротационных вискозиметрах исследуемая вязкая среда находится в зазоре между 2^мя соосными телами (цилиндры, конусы, сферы, их сочетание), причем 1 из тел (ротор) вращается, а другое неподвижно.

Вязкость определяется по крутящему моменту при заданной угловой скорости или по угловой скорости при заданном крутящем моменте.
Ротационные вискозиметры применяют для измерения вязкости смазочных масел (при температурах до —60 °С), нефтепродуктов, расплавленных силикатов и металлов (до 2000 °С), высоковязких лаков и клеев, глинистых растворов и т.д.