3 Завершение экспериментов или переход к исследованию новой неньютоновской жидкости:

3.1  В связи с высокой опасностью, что исследуемая неньютоновская жидкость (например, раствор полимера или краска) после высыхания может образовать трудноудаляемые слои на внешней поверхности наружного цилиндра 8 и на внутренней поверхности наружного цилиндра 7, сразу после завершения эксперимента ротационный вискозиметр следует разобрать и тщательно промыть поверхности как наружного 7, так и внутреннего 8 цилиндров подходящим растворителем, а затем высушить.

3.2  При переходе к экспериментам с новой исследуемой жидкостью, поверхности наружного 7 и внутреннего 8 цилиндров должны быть не менее тщательно промыты и высушены во избежание смешивания старой и новой исследуемых жидкостей.

Методика обработки экспериментальных данных, полученных с помощью ротационного вискозиметра с преобразователем типа цилиндр-цилиндр

Для получения координат искомой кривой течения исследуемой неньютоновской жидкости, необходимо осуществить вычисление значений и по экспериментально измеренным величинам и , i = 1, 2,…, n.

Скорости сдвига обычно вычисляют для поверхности r = R_в внутреннего неподвижного цилиндра по формуле, полученной выше

(8.50b)

С учетом того, что напряжение сдвига распределено по радиусу r (при сдвиговом течении исследуемой жидкости в зазоре между цилиндрами 7 и 8) по закону [39]

(8.51)

напряжение сдвига на стенке внутреннего неподвижного цилиндра при r = R_в можно рассчитать по формуле

. (8.51а)

В формулах (8.50b), (8.51а) и на рис. 8.10, д использованы обозначения: внутренний радиус наружного цилиндра 7; внешний радиус внутреннего цилиндра 8; h – глубина погружения внутреннего цилиндра 8 в исследуемую жидкость (обычно глубина погружения h совпадает с высотой H внутреннего цилиндра 8); вращающий момент, действующий на неподвижный внутренний цилиндр 8 при вращении наружного цилиндра 7 с угловой скоростью .

По полученным парам значений , представляющим собой координаты точек на плоскости с осями и , легко построить график кривой течения

а при необходимости определить аналитическую запись этой кривой течения, например, в виде степенного закона Оствальда

Порядок определения параметров k и n степенного закона Оствальда был рассмотрен в п. 8.3.2.1.3.

Если есть предположение, что кривая течения исследуемой жидкости подчиняется какому-либо другому закону, следует использовать подходящую для каждого случая методику обработки результатов вискозиметрических исследований.

8.3.2.2.2 Ротационные вискозиметры с чувствительным преобразователем типа диск-конус

Конструкция ротационных вискозиметров с преобразователем типа диск-конус. Примерный порядок проведения эксперимента

Конструкция и принцип действия таких ротационных вискозиметров проиллюстрирована на рис. 8.10, ж.

Ротационные вискозиметры с чувствительным преобразователем типа диск-конус применяют для исследования высоковязких неньютоновских сред, например, каучуков, битумов, расплавов полимеров и других материалов. Исследуемое вещество 13 помещают (см. рис. 8.10, ж) между неподвижным конусом 12 и вращающимся диском 11. Изменяя угловую скорость вращения диска 11, можно в широких пределах варьировать скорость сдвига в слое исследуемой жидкости. Изменение вращающего момента М, воспринимаемого неподвижным конусом (статором), в зависимости от угловой скорости вращения диска (ротора) с высокой степенью точности можно интерпретировать как связь между напряжением сдвига и скоростью сдвига .

Возможен вариант осуществления измерений, когда вращается конус 12, а диск 11 – неподвижен.

Порядок проведения экспериментов с применением ротационных вискозиметров с чувствительным преобразователем типа диск-конус в целом практически совпадает с рассмотренным в п. 8.3.2.2.1. При этом должны быть выполнены следующие три этапа работ.

1 Подготовка вискозиметра к работе (поверхности диска и конуса должны быть промыты растворителем и высушены; следует определить значения угловых скоростей вращения диска, необходимые для получения заданных величин скоростей сдвига , исследуемый материал должен быть размещен в зазоре между диском 11 и конусом 12 таким образом, чтобы избежать включений воздуха в этом материале и т.п.)

2 Проведение эксперимента с целью определения координат точек кривой течения исследуемой жидкости (достижение установившегося режима работы вискозиметра при каждой угловой скорости вращения диска; измерение и регистрация величин угловой скорости и вращающего момента , по которым в дальнейшем рассчитываются значения и и строится искомая кривая течения исследуемого материала.

3 Промывка и высушивание поверхностей диска 11 и конуса 12 после завершения эксперимента и/или при переходе к экспериментальному исследованию нового материала.

После завершения экспериментов следует осуществить обработку полученных данных.