Вискозиметр брукфильда принцип работы

Вискозиметр брукфильда принцип работы

Вискозиметры Брукфильда включены в большое количество международных стандартов и спецификаций.

Данный прибор можно использовать для определения динамической вязкости по ГОСТ 1929-87.

Все вискозиметры Брукфильда используют стандартный принцип ротационной вискозиметрии: измерение вязкости осуществляется посредством пересчета крутящего момента, необходимого для вращения шпинделя прибора с постоянной скоростью при погружении его в исследуемую среду. Каждая модель вискозиметра Брукфильда может использоваться для широкого спектра измерения вязкости, благодаря возможности выбора скорости и сменным измерительным системам.

Точность измерения: 1% полной шкалы, воспроизводимость 0.2%

Выбор модели вискозиметра

Какой объем образца у Вас есть?

• 500 мл — вискозиметры в стандартной комплектации
• 8. 16 мл — вискозиметры с дополнительным адаптером
• 0,5. 2 мл — вискозиметры с системой конус-плита

Какие данные вы хотите получить?

• вязкость — вискозиметры в стандартной комплектации
• вязкость, напряжение и скорость сдвига — вискозиметры с дополнительным адаптером или системой конус-плита для моделей LV — можно использовать 2 дополнительных цилиндрических шпинделя
• расчет математических моделей — вискозиметры с дополнительным адаптером или системой конус-плита для моделей LV — можно использовать 2 дополнительных цилиндрических шпинделя

Какая приблизительная вязкость Вашего образца?

• низкая — модели LV
• средняя — модели RV
• высокая — модели НА или НВ

Какую задачу Вы ставите перед собой?

• исследования — DV2T
• сертификация продукта — DV2T
• внутренний контроль (продукта или процесса) — DV-I, DV-E или аналоговая серия

Специальные цели?

• соответствие стандарту ASTM D4287, ISO 2884 — CAP 1000+, CAP 2000+
• высокие скорости сдвига — CAP 1000+, CAP 2000+
• точный контроль температуры — CAP 1000+, CAP 2000+

Дополнительные задачи?

• контроль температуры — термостат с открытой ванной UL или SSA адаптер с циркуляционным термостатом адаптером Thermosel
• пасты, жидкости с твердой фазой — лопастные шпиндели
• гелеобразные вещества («эффект канавки») — система Helipath

Адаптеры для вискозиметров Брукфильда

1. Измерение вязкости при повышенной температуре (до 300 о С)

Вязкость многих материалов (смол, парафинов, асфальтенов, смазок и др.) следует измерять при повышенных температурах, причем колебания температуры могут оказать серьезное влияние на результаты измерения. Для решения этой проблемы предлагаются различные варианты системы THERMOSEL.

2. UL-адаптер для материалов с низкой вязкостью

Данное устройство позволяет работать с материалами с очень низкой вязкостью, до 1 сП. Адаптер можно использовать совместно со всеми аналоговыми и цифровыми моделями вискозиметров, за исключением моделей с системой «конус-плита».

3. SS-адаптер для образцов малого объема

SS-адаптер позволяет производить измерение вязкости на образцах малого объема, от 2 до 16 мл.

Измерительную ячейку адаптера легко снять для замены или очистки. Ячейка заключена в кожух для поддержания постоянной температуры продукта. Рабочий диапазон температур: от -15 о С до +100 о С.

4. Стойка спирального движения

Данное устройство позволяет измерять вязкость практически нетекучих веществ, таких как пасты, шпатлевки, кремы, желатины, смолы. В таких веществах вращающиеся элементы, будь то диск, цилиндр или лопасть, быстро прорезают «туннели», после чего измерение становится бессмысленным. Подобная картина характерна и для большинства гелей.

При использовании вискозиметра Брукфильда совместно со стойкой спирального движения, прибор медленно движется вверх или вниз. Таким образом, Т-образный шпиндель движется по спирали. В результате шпиндель постоянно попадает в «свежий» материал и туннели не возникают.

Данная стойка может использоваться в комплекте с любой моделью вискозиметров Брукфильда.

5. Спиральный адаптер для измерения вязкости паст

Спиральный адаптер состоит из шпинделя с резьбой и внешнего цилиндра. Подобная конструкция приводит к непрерывной прокачке образца через адаптер. Быстро устанавливается стабильное течение образца и производится измерение вязкости. Измерение при стабильном течении имеет ряд преимуществ, так как менее подвержено влиянию различных мешающих факторов.

ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ РАБОТЫ НА ВИСКОЗИМЕТРЕ BROOKFIELD DV2T

Транскрипт

1 МИНОБРНАУКИ РОССИИ Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Юго-Западный государственный университет» (ЮЗГУ) Кафедра нанотехнологий и инженерной физики ПРАКТИЧЕСКИЕ ПРИЕМЫ РАБОТЫ НА ВИСКОЗИМЕТРЕ BROOKFIELD DV2T Методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Микро- и наносистемы в технике и технологии» для студентов направлений подготовки и Курск 2015 г.

2 УДК Составители: И.А.Шабанова, А.Е. Кузько, Г.Н. Бельских Рецензент Директор РИЦ, д.ф.-м.н., профессор А.П. Кузьменко Практические приемы работы на вискозиметре Brookfield DV2T: методические указания к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Микро- и наносистемы в технике и технологии» / Юго-Зап. гос. ун-т; сост.: И..А.Шабанова, А.Е. Кузько, Г.Н. Бельских. Курск, с.36: ил. 7. Библиогр.: с. 36. Излагаются методические рекомендации по выполнению лабораторной работы, в которой приведен краткий обзор теоретических основ реологии вязких, вязкоупругих, пластичных жидкостей и тел. Изложены основы ротационной вискозиметрии. Приведена методика измерения динамической вязкости на ротационном вискозиметре Brookfield RVDV-II+ Pro. Методические указания соответствуют требованиям Федеральных государственных образовательных стандартов высшего профессионального образования и учебных планов направлений подготовки и Нанотехнологии и микросистемная техника, степень (квалификация) бакалавр и магистр. Предназначены для студентов всех форм обучения. Материал также будет полезен студентам других направлений подготовки, изучающим дисциплины нанотехнологического цикла. Текст печатается в авторской редакции Подписано в печать. Формат 60 x 84 1/16. Усл. печ. л. 2,15. Уч.-изд. л. 1,95. Тираж экз. Заказ. Бесплатно. Юго-Западный государственный университет Курск, ул. 50 лет Октября, 94. 2

3 ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА Практические приемы работы на вискозиметре Brookfield DV2T Цель работы: освоить навыки работы на вискозиметре Brookfield RVDV-II+ Pro. Приборы и принадлежности: ротационный вискозиметр Brookfield RVDV-II+ Pro, лабораторный штатив. КРАТКАЯ ТЕОРИЯ Введение Изучение свойств объектов и зависимостей изменения количественной характеристики этих свойств под влиянием различных факторов является одним из наиболее распространенных экспериментальных методов исследования. В зависимости от объектов и целей исследования изучению подвергаются различные свойства. В отдельную группу можно выделить реологические свойства материалов, дающие информацию об объемно-структурных свойствах объектов исследования. Реология (от греч. rheos — течение, поток и logos — слово, учение) — это наука о деформациях и текучести веществ. В общенаучном плане реологию, по мнению М. Рейнера, следует рассматривать как раздел физики, который ближе всего примыкает к механике, а, по мнению П.А. Ребиндера — к физико-химической механике. Идеальная жидкость, т.е. жидкость, движущаяся без трения, является абстрактным понятием. Всем реальным жидкостям и газам в большей или меньшей степени присуща вязкость или внутреннее трение. Вязкость проявляется в том, что возникающее в жидкости или газе движение после прекращения действия причин, его вызвавших, постепенно прекращается. Для измерения вязкости (вискозиметрии) применяют ряд экспериментальных методов, основанных на различных принципах [1, 2]. Каждый их этих методов обладает особым диапазоном условий его применения. 3

4 Независимо от применяемого вискозиметрического метода для корректных измерений вязкости необходимо соблюдение следующих требований: 1) результат измерений не должен зависеть от линейных размеров рабочих элементов вискозиметра; 2) не должно иметь место пристеночное скольжение в жидкости; 3) поток жидкости в вискозиметре должен быть ламинарным, т.е. в капиллярах необходимо выполнение условия, что значение числа Рейнольдса Re 1 вязкость жидкости повышается при приложении напряжения сдвига. Большое значение τ 0 означает, что жидкость будет течь только при приложении большого напряжения сдвига. Такое поведение характерно для бингамовских систем. По этой модели программа Rheocalc V 3.2 рассчитывает индекс течения, индекс консистенции, предельное напряжение сдвига и степень сходимости экспериментальных данных с расчетными значениями, полученными по модели (в %). Модель отображается в виде графика зависимости логарифма разности напряжения сдвига и сдвигающего напряжения (сдвигающей прочности) от логарифма скорости сдвига. 26

27 3 Процедуры определения динамической вязкости на вискозиметре Brookfield RVDV-II+ Pro с помощью адаптеров Компания Brookfield производит несколько адаптеров для вискози-метра Brookfield RVDV-II+ Pro, которые используются для решения специальных задач. Измерение динамической вязкости за пределами минимального значения вязкости можно осуществить с помощью адаптера для измерения низкой вязкости (UL-адаптер, Ultra Low Adapter). Определение вязкости образцов малых объемов можно провести с помощью SS-адаптера (Small Sample Adapter). Вязкость систем, не способных к быстрому «залечиванию» бороздки (при проведении палочкой по поверхности образца остается медленно зарастающий след) в диапазоне мпа с, целесообразно измерять с помощью стойки спирального движения (Helipath Stand) и Т-образных шпинделей (T-Bar шпиндели). 3.1 Поверка калибровки вискозиметра Точность вискозиметра Brookfield RVDV-II+ Pro можно поверить с помощью стандартов вязкости, поставляемых компанией Brookfield. Стандарты представляют собой ньютоновские жидкости. Для процедуры поверки калибровки вискозиметра необходимо следовать следующим правилам: 1. Размеры контейнеров для измерения вязкостей стандартных жидкостей должны удовлетворять следующим условиям: для измерения динамической вязкости стандартов с вязкостью менее спз используйте химические стаканы Гриффина вместимостью 600 см3 (рабочий объем 500 см3); для стандартов с вязкостью более спз используйте стандартные контейнеры. Внутренний диаметр контейнера 8,25 см, высота 12,1 см. Контейнер может быть несколько большего размера, но не меньшего. 2. Для всех стандартов аттестованные значения вязкости получены при температуре 25 С. Поддерживайте температуру, указанную в сертификате стандарта вязкости, с погрешностью ± 0,1 С. 27

28 Поверка калибровки вискозиметра со шпинделями RV 1. Поместите стандарт вязкости (в подходящем контейнере) в водяной термостат. 2. Отрегулируйте положение вискозиметра для измерений (выставить вискозиметр по горизонтальному уровню). Защитная скоба должна быть опущена. 3. Установите на вискозиметр нужный шпиндель. Шпиндели, имеющие форму диска, погружайте в жидкость под углом, чтобы исключить образование воздушного пузыря под шпинделем, и лишь затем прикрепляйте шпиндель. 4. Приступать к измерениям можно только после того, как жидкость приобрела нужную температуру (25±0,1 С). 5. Перед снятием показаний шпиндель должен выполнить не менее 5 оборотов. Поверка калибровки вискозиметра с адаптером для измерения низкой вязкости (UL- адаптер) Адаптер для измерения низкой вязкости используется для измерения динамической вязкости образцов в диапазоне от 3,2 мпа с до 2000 мпа с (для вискозиметров модели RVDV-II+ Pro). При использовании UL-адаптера к адаптеру должен быть подключен водяной термостат, поддерживающий заданную температуру. Процедура работы с данным адаптером заключается в следующем: 1. Установите крепежную скобу на вискозиметре. Нижним концом считается винт, находящийся рядом со штырьком. 2. Соберите шпиндель ULA-15 (левая резьба на вискозиметре и накидной гайке). 3. Закройте дно измерительной ячейки пластиковым колпачком и поместите внутрь образец (16 см3). 4. Поместите ячейку в рубашку нагрева/охлаждения ULA-40Y, подсоединенную к циркуляционной бане. 5. Погрузите шпиндель в ячейку, после чего прикрутите нижний винт крепежной скобы к рубашке нагрева/охлаждения, затем соедините шпиндель с вискозиметром. 6. Выставите вискозиметр по горизонтальному уровню. Прибор готов к измерениям. Вязкость измеряемого образца не должна превышать 2000 спз (мпа с). 28

29 Поверка калибровки вискозиметра с адаптером малого объема (SS-адаптер) Адаптер для измерения малых образцов очень удобен для проведения серии измерений (например, в рамках исследовательских работ), т.к. в данном случае необходимо небольшое количество образца (объем одной пробы 13,5 см3), а также имеется возможность быстрого термостатирования ячейки. Диапазон измеряемой вязкости составляет от 500 до мпа с. Данный адаптер хорошо подходит для измерения (эффективной) динамической вязкости концентрированных дисперсных систем, изучение реологических свойств которых интересно и с теоретической и с практической точки зрения. При использовании адаптера для пробы малого объема его водяная рубашка должна быть подсоединена к термостату, и температура внутри адаптера должна стабилизироваться. Затем нужно выполнить следующие шаги: 1. Прикрепите установочный швеллер к вискозиметру с помощью верхнего монтажного винта. 2. Прикрепите рубашку нагрева/охлаждения к установочному швеллеру. Штырек на установочном швеллере должен коснуться верхней пластины рубашки нагрева/охлаждения. 3. Аккуратно наполните съемную измерительную ячейку образцом (13,5 см3) так, чтобы не образовывались пузырьки воздуха. 4. Осторожно вставьте (снизу вверх) измерительную ячейку в рубашку нагрева/охлаждения. 5. Соберите измерительный шпиндель, соединительный крючок и накидную гайку. Медленно опустите шпиндель в пробу. Ввинтите накидную гайку (левая резьба) в шпиндельную муфту вискозиметра. 6. Выдержите адаптер с погруженным в жидкость шпинделем при заданной температуре (25 С) не менее 30 минут. 7. После достижения заданной температуры приступайте к измерениям. Перед снятием показаний шпиндель должен выполнить не менее 5 оборотов. 29

30 Интерпретация результатов проверки калибровки При проверке калибровки вискозиметра RVDV-II+ Pro необходимо вычислить суммарную допускаемую погрешность измерения стандарта вязкости. Относительная погрешность вискозиметра составляет ± 1 % от верхнего предела диапазона измерения вязкости, зависящего от применяемого шпинделя и скорости вращения. Пример. Вычислим допускаемое отклонение измеренного значения вязкости при использовании вискозиметра DV-II+ Pro со шпинделем RV-3 при скорости вращения 2 об/мин. Измеряется стандарт с аттестованным значением вязкости мпа с при температуре 25 С. 1. Определим верхний предел диапазона вязкости при использовании конкретного шпинделя при заданной скорости вращения. Верхний предел можно определить: а) автоматически; (для этого необходимо нажать и удерживать кнопку ENTER I AUTO RANGE во время работы прибора) б) рассчитать по формуле (19). Тогда полный диапазон измерения вязкости составит ( )/2=50000 мпа с. Погрешность измерения вязкости вискозиметром RVDV-II+ Pro составляет 1 % этого значения, т.е. ± 500 мпа с. 2. Погрешность аттестации стандарта вязкости мпа с составляет 122,57 мпа с (± 1 % от заявленного значения). 3. Суммарная относительная ошибка составляет (122, ) мпа с = 622,57 мпа с. 4. Следовательно, измеренное значение вязкости может принимать любые значения от 11634,4 до 12879,6 мпа с. В этом случае можно считать, что погрешность вискозиметра соответствует заявленному значению. 3.2 Измерение динамической вязкости с помощью стойки спирального движения (Helipath Stand) и Т-образных (T Bar) шпинделей Данный адаптер предназначен для измерения вязкости систем, не способных к быстрому «залечиванию» (затягиванию или зарастанию) бороздки, образуемой при механическом нарушении целостности образца (например, при проведении палочкой по поверхности образца образуется незарастающая бороздка). В таком 30

31 случае при вращении шпинделя в образце между поверхностью шпинделя и образцом образуется зазор, искажающий результаты измерений. При использовании стойки спирального движения происходит поступательное движение вращающегося шпинделя в вертикальной плоскости. Таким образом, при каждом обороте шпиндель врезается в новый слой исследуемой системы. Устройство состоит из стойки спирального движения и набора Т образных шпинделей. Порядок работы заключается в следующем: 1. Установить стойку спирального движения и с помощью зажима держателя закрепить на ней вискозиметр. 2. Выбрать Т образный шпиндель и закрепить его на оси вискозиметра. 3. Опустить шпиндель в образец, предварительно ослабив зажим держатель на стойке спирального движения. Шпиндель должен быть погружен так, чтобы его поперечина была на 6 мм ниже поверхности образца. 4. Для регулировки длины хода выставить на необходимое расстояние упоры, находящиеся на штативе стойки спирального движения. Рекомендуемая глубина погружения мм. 5. Включить вискозиметр и, подождав, когда шпиндель сделает приблизительно 2 оборота, включить привод стойки спирального движения (горит желтый индикатор на приводе). 6. Записать необходимые значения, помня, что лучшие результаты получаются при низких скоростях вращения (компания Brookfield не рекомендует проводить измерения при скорости более 12 оборотов в минуту). Следует снять несколько показаний, т.к. движение Т шпинделя происходит по спирали. Цикл спирального движения повторяется примерно каждые секунд. Для Т-образных шпинделей невозможно точно рассчитать скорость сдвига, поэтому построение описанных выше математических моделей для образцов, вязкость которых измерена с помощью Т-образных шпинделей, невозможно. В результате таких измерений можно сравнивать значения единичных измерений (при условии неизменности комбинации шпиндель/скорость вращения), а также получать графики зависимости кажущейся динамической вязкости от скорости вращения шпинделя (в об/мин). Несмотря на такую ограниченность математического аппарата, применение Т-образных шпинделей и стойки спирального 31

Вискозиметры ротационные Brookfield (США)

ОБЩЕЕ ОПИСАНИЕ ВЫПУСКАЕМЫХ СЕРИЙ.

Ротационные вискозиметры Brookfield (Брукфильда) предназначены для измерения низкой (серия LV), средней (серия RV) и высокой (серия HA/HB) динамической вязкости по ГОСТ 1929-87. Измерение вязкости осуществляется посредством пересчета крутящего момента, необходимого для вращения шпинделя прибора с постоянной скоростью при погружении его в исследуемую среду. Каждая модель вискозиметра Brookfield (Брукфильда) может использоваться для широкого спектра измерения вязкости, благодаря возможности выбора скорости и сменным измерительным системам. За счет наличия набора взаимозаменяемых шпинделей и возможности изменять скорость вращения шпинделя каждая модель позволяет работать в достаточно широком диапазоне вязкостей. Каждый вискозиметр поставляется с набором шпинделей для рабочего диапазона вязкостей, 4 шпинделя для серии LV и 6 шпинделей для серии RV/HA/HB. Все шпиндели выполнены из нержавеющей стали. Вискозиметры Brookfield (Брукфильда) подразделяются на три основных типа: аналоговые (с круговой шкалой); цифровые; программируемые.Основное различие между ними заключается в способе отображения результатов. У аналоговых вискозиметров результат считывается по указателю на круговой шкале, а у цифровых выводится на двухстрочный жидкокристаллический дисплей. Кроме того, цифровые вискозиметры оборудованы аналоговым выходом 0-10 мВ, к которому можно подключить различные внешние устройства, такие как дисплей, контроллер или самописец. Внутреннее устройство аналоговых и цифровых вискозиметров практически одинаково и также одинакова методика использования. Оба типа представлены одинаковым рядом моделей, могут работать с одинаковыми аксессуарами и, в целом, взаимозаменяемы. Длительные измерения требуют постоянного внимания оператора, кроме того, быстро протекающие процессы легче зафиксировать при постоянном мониторинге. В таких ситуациях лучше использовать цифровые вискозиметры, которые непрерывно измеряют и показывают вязкость. Такие приборы можно оставить без наблюдения, а возможность настроить частоту записи показаний (модель DV-II+) позволяет зарегистрировать самые быстрые реологические процессы. Некоторые пользователи предпочитают цифровые вискозиметры, поскольку с ними отпадает необходимость интерполяции данных, чего иногда невозможно избежать при работе с аналоговым оборудованием. Точность измерения для обоих типов одинакова.

Еще в этой категории

ООО «ПК «Современная лаборатория»

191014, Санкт-Петербург, пер. Озерной, д. 12, пом. 1Н
Телефон, факс: +7 (812) 702-82-00 (многоканальный)

Москва:
8 (495) 662-73-61

Екатеринбург:
8 (343) 236-60-61

Нижний Новгород:
8 (8314) 29-02-31

Nav view search

Навигация

Искать

Вискозиметры и реометры Брукфильда

ООО «Тек Инжиниринг», являясь эксклюзивным представителем всемирно известной компании BROOKFIELD Engineering Laboratories, Inc., предлагает оборудование для измерения динамической вязкости — вискозиметры Брукфильда.

Фирма «Brookfield» является мировым лидером в разработке и производстве ротационных вискозиметров. Точность измерения, воспроизводимость результатов, надежность и простота в использовании, оптимальная комплектация для решения конкретной задачи, делают вискозиметры производства BROOKFIELD самыми распространенными среди приборов этого класса.

Вискозиметры Брукфильда включены в большое количество международных и национальных стандартов, как официальный инструмент для контроля динамической вязкости.
Наши специалисты снабдят Вас всей необходимой технической информацией и помогут выбрать оптимальную для ваших задач модель вискозиметра.

Стандартные модели лабораторных вискозиметров / реометров

Вискозиметры этой серии поставляются в четырех различных типах исполнения: LVDV, RVDV, HADV и HBDV, предназначенных для работы в разных диапазонах вязкости: от маловязких до очень вязких.

• DV2T — наиболее популярная программируемая модель с широкими возможностями и большим выбором аксессуаров
• DV1 — стандартная модель для рутинных измерений
• DVEE — бюджетная цифровая модель
• DV3T — инновационный реометр с широчайшим выбором функций, идеально подходящий для серьезных исследовательских работ и контроля качества продукции

Специализированные модели лабораторных вискозиметров / реометров

• система «конус/плита» на стандартных моделях вискозиметров
• CAP 1000+ / CAP 2000+ Вискозиметры системы «конус/плита»
• KU-2 — Вискозиметр Кребса
• RST — Серия универсальных реометров «high end» класса для измерений в условиях контролируемых скорости и напряжения сдвига
• RS Plus — Недорогой переносной реометр для работы в лаборатории и полевых условиях
• PVS — Реометр для измерений в условиях повышенного давления и температуры
• BF35 — Вискозиметр для измерения вязкости буровых растворов и жидкостей для гидроразрыва при атмосферном давлении
• KF30/KF40— Вискозиметры Гепплера (падающего шара)

Аксессуары и принадлежности

Температурный контроль (термостатирование образцов)
Адаптеры и принадлежности (UL, SSA, Helipath и др.)
Стандарты вязкости (силиконовые, масла)
Программное обеспечение для сохранения и обработки результатов измерения

Сервисное обслуживание

Гарантийное и послегарантийное обслуживание, ремонт