SU1032366A1

SU1032366A1 - Method of determination of viscosity coefficients of polarized and magnetized fluids in electromagnetic field

Info

Publication number: SU1032366A1
Application number: SU813243339A
Authority: SU
Inventors: Станислав Викторович Исаев; Бронислав Эдуардович Кашевский; Анатолий Николаевич Вислович; Наталья Ивановна Иванова; Борис Михайлович Берковский
Original assignee: Ордена Трудового Красного Знамени Институт Тепло- И Массообмена Им.А.В.Лыкова
Priority date: 1981-02-03
Filing date: 1981-02-03
Publication date: 1983-07-30

Description

1 Изобретение относитс к способам измерени в зкости пол ризующихс и намагничивающихс сред (магнитные жидкости, жидкие кристаллы и т.д.). Известен способ измерени в зкости жидкостей, заключающийс в определении расхода исследуемой жидко сти через поперечное сечение капилл ра за единицу времени СОНаиболее близким техническим решением к предлагаемому вл етс спо соб определени коэффициентов в зкости пол ризующихс и намагничивающихс жидкостей в электромагнитном поле, включающий заполнение исследу емой жидкостью зазора, образованного вращающимс сосудом и концентрич но расположенным внутри сосуда тело измерение вращающего момента, дейст вующего на тело, и скорости вращени сосуда С. . Однако известные способы не позвол ют определить раздельно коэффициенты сдвиговой и вращательной в зкостей в электромагнитных пол х, так как невозможно определить вклад вносимый различными механизмами в з кости отдельно. Цель изобретени - определение раздельных значений коэффициентов сдвиговой и вращательной в зкостей iпол ризующихс и намагничивающихс жидкостей в электромагнитных пол х. Указанна цель достигаетс тем, что согласно способу определени коэффициентов в зкости пол ризующих и намагничивающихс жидкостей в электромагнитном поле, включающему заполнение исследуемой жидкостью за зора, образованного вращающимс сосудом и концентрично расположенным внутри сосуда телом, измерение вращающего момента, действующего на те ло, и скорости вращение сосуда, дополнительно обеспечивают возможност свободного вращени тела внутри сосуда , измер ют стационарную скорост его вращени и по найденным значени м скорости и момента вращени определ ют значени коэффициентов сдвиговой и вращательной } в зкостей по формулам V ,R3i n, Q, у, S4-ili() - si,-ei V. где Sl - скорость вращени тела; S - скорость вращени сосуда; 67 h - высота тела; N - вращающий момент; R - радиус тела; RSL - радиус сосуда. На чертеже приведено устройство, реализующее предлагаемый способ. Устройство включает внешний цилиндр 1, приводимый во вращение электродвигателем 2. Внутри цилиндра 1 концентрично подвешен цилиндр 3 на оси k, свободно вращающейс в подвесе 5. На оси k цилиндра 3 укреплены неподвижно муфта 6 сцеплени со стрелкой 7, обтюратор 8 и свободно надета муфта 9 сцеплени , соединенна с пружиной 10 измерител момента рращени . На оси внешнего цилиндра 1 укреплен обтюратор 11. По обе стороны обтюраторов 8 и 11 установлены источники 12 света и фотоприемники 13, соединенные через усилитель с частотомером 15. Отсчет величин вращающего момента производ т по шкале 16. Зазор между внешним цилиндром 1 и внутренним цилиндром 3 заполнен исследуемой жидкостью 17. Способ осуществл ют следующим образом. Вывод т из сцеплени муфты 6 и 9i освобожда таким образом внутренний цилиндр 3 который теперь может свободно вращатьс в подвесе 5. Включают внешнее магнитное поле Н. Задают с помощью электромотора 2 внешнему цилиндру 1 желаемую скорость вращени . Под воздействием возникшего в зазоре течени , внутренний цилиндр 3 придет во вращение. Враща сь, обтюраторы 11 и 8 внешнего и внутреннего цилиндров прерывают имеющимис в них щел ми световой поток источников 12 света, падающий на фотоприемники 13. Снимаемые с фотоприемников 13 электрические импульсы усиливаютс усилителем 1 и считаютс частотомером 15,Количество импульсов, постугГивших на ас.тотомер от подключенного фотоприемника 4а 1 с, соответствует скорости вращени соответствующего цилиндра. Затем останавливают внешний цилиндр 1 и ввод т в сцепление муфты 6 и 9. соедин таким образом внутренний цилиндр с пружиной 10 измерител вращающего момента , и привод т во вращение цилиндр 1. Под воздействием возникшего в зазоре течени внутренний цилиндр 3. св занный посредством, муфт1 The invention relates to methods for measuring the viscosity of polarizing and magnetizing media (magnetic fluids, liquid crystals, etc.). The known method of measuring the viscosity of liquids, which consists in determining the flow rate of the liquid under study through the cross section of the capillary per unit of time. The most closest technical solution to the proposed method is the method of determining the viscosity coefficients of polarizing and magnetizing liquids in the electromagnetic field, including filling with the test liquid the gap formed by the rotating vessel and concentrically located inside the vessel the body the measurement of the torque acting on the body and growth of vessel rotation S. However, the known methods do not allow one to determine separately the coefficients of shear and rotational viscosities in electromagnetic fields, since it is impossible to determine the contribution made by different mechanisms to the viscous separately. The purpose of the invention is to determine the separate values of the shear and rotation coefficients of viscous i-polarized and magnetisable fluids in electromagnetic fields. This goal is achieved by the fact that, according to the method for determining the viscosity coefficients of polarizing and magnetizing fluids in an electromagnetic field, including filling the test fluid with a gap formed by a rotating vessel and a body concentrically located inside the vessel, measuring the torque acting on the body and the speed the vessel additionally provides the possibility of free rotation of the body inside the vessel, measure the stationary speed of its rotation and by the found speed values and omenta rotation determined value of the shear and rotational} viscosities of formulas V, R3i n, Q, y, S4-ili () - si, -ei V. where Sl - body rotational speed; S is the speed of rotation of the vessel; 67 h - body height; N is the torque; R is the radius of the body; RSL is the radius of the vessel. The drawing shows a device that implements the proposed method. The device includes an outer cylinder 1 driven by an electric motor 2. Inside cylinder 1 cylinder 3 is concentrically suspended on the axis k, freely rotating in suspension 5. On the axis k of the cylinder 3, the clutch 6 is fixed fixedly with the arrow 7, the obturator 8 and the coupling 9 is loosely worn a clutch connected to the spring 10 of the rotational moment meter. An obturator 11 is fixed on the axis of the outer cylinder 1. Both sources of light 12 and photodetectors 13 are mounted on both sides of the shutters 8 and 11. They are connected to a scale of 16 on a scale of 16. The gap between the outer cylinder 1 and the inner cylinder 3 filled with the test liquid 17. The method is carried out as follows. The clutches 6 and 9i are released from the clutch, thus freeing the inner cylinder 3, which can now rotate freely in the suspension 5. The external magnetic field H is switched on. The desired speed is set by the electric motor 2 to the outer cylinder 1. Under the influence of a current arising in the gap, the inner cylinder 3 will come into rotation. Rotating, the obturators 11 and 8 of the outer and inner cylinders interrupt the light fluxes of the light sources 12 in the gaps therein, incident on the photodetectors 13. The electrical pulses removed from the photodetectors 13 are amplified by the amplifier 1 and are considered to be a frequency meter 15, the number of pulses that are alarmed. from the connected photodetector 4a 1 s, corresponds to the rotational speed of the corresponding cylinder. Then, the outer cylinder 1 is stopped and the clutch 6 and 9 is inserted into the clutch. Thus, the inner cylinder is connected to the spring 10 with a torque meter and the cylinder 1 is rotated. Under the influence of the internal cylinder 3 that has arisen in the gap, the

6 и 9 с пружиной 10, повернетс ,на некоторый угол, определ емый по шкале 1б, Измеренный угол будет соответствовать измер емой величине вращающего момента. Подставл измеренные значени скоростей вращени цилиндров и.момента в приведенные соотношени , получают коэффициенты сдвиговой и вращательной в зкостей.6 and 9 with the spring 10, will turn, by a certain angle, determined on a scale of 1b. The measured angle will correspond to the measured torque value. Substituting the measured values of the rotational speeds of the cylinders and the moment in the above ratios, the shear and rotational viscous coefficients are obtained.

Определение сдвиговой и вращательной в зкостей пол ризующихс и намагничивающихс жидкостей важно как с точки зрени научной (в плане глубокого изучени свойств материи), так и при инженерном проектироваНИИ магнйтожидкостных подшипников, уплотнений, систем охлаждени электродвигателей на намагничивающихс жидкост х и т.д., т.е. устройств, где пол ризующа с или намагничивающа с жидкость находитс во вращающемс электромагнитном поле или вращаетс в посто нном электрона - нитном поле. Способ пригоден также дл измерени в зкости обычных жидкостей .Determining the shear and rotational viscosities of polarizing and magnetizing fluids is important both from the point of view of science (in terms of in-depth study of the properties of matter) and in engineering design of magnetic fluid bearings, seals, motor cooling systems on magnetizing fluids, etc., t . devices where the polarizing or magnetizing liquid is in a rotating electromagnetic field or rotates in a constant electron field. The method is also suitable for measuring the viscosity of conventional liquids.

////////////////////////////

WW

1717

//

7/7 /

Claims

METHOD FOR DETERMINING POLARIZABLE VISCOSITY COEFFICIENTS

AND MAGNETIZABLE LIQUIDS IN AN ELECTROMAGNETIC FIELD, including filling the gap with the investigated liquid, formed by the rotating vessel and the body concentrically located inside the vessel, measuring the torque acting on the body and the speed of rotation of the vessel, characterized in that, in order to determine separate values and coefficients of shift rotational viscosities, provide the possibility of free rotation of the body inside the vessel, measure the stationary speed of its rotation and the found values of speed and moment These rotations determine the values of the coefficients of shear viscosity Vj and rotational viscosity I] according to the formulas a Ί where is the speed of rotation of the body;

0.4 - vessel rotation speed; -height of the body;

N is the torque; R-, is the radius of the body; Rt is the radius of the vessel.

SU _n „1032366