Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
3 THIẾT BỊ ĐO ĐỘ NHỚT ROTOVISCO RV-20

3 THIẾT BỊ ĐO ĐỘ NHỚT ROTOVISCO RV-20

Tải bản đầy đủ - 0trang

BÁO CÁO THỰC TẬP



-



Phần mềm điều khiển - Software Rotation version 3.0 - đảm bảo thay

đổi nhiệt độ trong khoảng từ -300C đến +3000C, thay đổi chế độ biến dạng

của mẫu, ghi lại và xử lý kết quả đo được.



Chọn kích cỡ của xilanh đo

Khi nghiên cứu các tính chất mẫu dầu ở trong khoảng nhiệt độ xấp xỉ hoặc cao

hơn nhiệt độ đơng đặc của dầu thì cần chọn các xilanh có đường kính lớn và khoảng

khơng giữa hai xilanh phải hẹp.

Khi nghiên cứu các mẫu dầu ở trong khoảng nhiệt độ xấp xỉ hoặc thấp hơn

nhiệt độ đông đặc của dầu thì cần chọn các xilanh có đường kính nhỏ và khoảng khơng

giữa hai xilanh phải rộng.

Kích cỡ của hai xilanh được chọn phải bảo đảm miền biến thiên vận tốc trượt

cần thiết đã định trước và bảo đảm đo chính xác giá trị của ứng suất trượt trong miền

biến thiên nhiệt độ tương ứng.

Độ chính xác cao của các đại lượng cần đo được bảo đảm bằng cách sử dụng

các xilanh có kích cỡ khác nhau.

Trong q trình tiến hành thử nghiệm miền biến thiên vận tốc trượt và nhiệt độ

được chọn phù hợp với điều kiện bơm dầu trong thực tế.

Cấu trúc của thiết bị đo độ nhớt phải bảo đảm khả năng ổn định nhiệt của các

xilanh và mẫu dầu chứa giữa hai xilanh này.

Cấu trúc của thiết bị đo độ nhớt phải bảo đảm được miền biến thiên vận tốc

trượt cho trước với tốc độ biến thiên khác nhau. Tất cả các thí nghiệm được thực hiện

với sự biến thiên vận tốc trượt trong một miền xác định. Giá trị cực đại của vận tốc

trượt được tính theo đường kính của ống dẫn dầu và công suất bơm dầu cực đại.

Vận tốc trượt trong thiết bị đo độ nhớt dạng rotor được xác định như sau :

R12

Di 2  2

R1  R22











Với : R1, R2 - bán kính của xilanh, m. (phụ thuộc vào kiểu thiết bị, xilanh đo có thể

là xilanh trong hoặc ngồi).

 - vận tốc góc của rotor, rad-1, được xác định theo công thức :

n

 2 

60 ,



Với : n - tần số quay của rotor, s-1.

Hệ đo M-5 của thiết bị đo độ nhớt Rotovisco RV-20 bảo đảm tần số quay của rotor

cực đại là (500 1/ph.) 8.33 s-1 và cực tiểu là (0.05 1/ph.) 8.33*10-4 s-1.

Cuối cùng, vận tốc trượt được xác định theo công thức sau:

 n

R12

Di 



15







R



2

1



 R22







Khoảng thay đổi vận tốc trượt của hệ đo M-5 cùng các xilanh NV biến thiên từ

0.27- 2700s-1. Ngoài ra, miền giá trị này được chia ra làm 3 khoảng nhỏ :

Từ 0.27 - 2.7 s-1.

Từ 2.7 - 270 s-1

Từ 270 - 2700 s-1

Trang 19



BÁO CÁO THỰC TẬP



Xác định vận tốc góc của xilanh quay và moment xoắn Md cần thiết để duy trì vận

tốc góc khơng đổi và vượt qua sức cản của chất lỏng đo.

Hệ đo M-5 của thiết bị đo Rotovisco RV-20 cho phép đo moment lực từ 4.9 - 490

N*m.

Dựa vào giá trị moment xoắn để tính ứng suất trượt :

i 



Md

2 h Ri2



Với : i - ứng suất trượt, Pa.

Md - moment lực, N*m.

h - khoảng cách giữa 2 xilanh, m.

Ri - bán kính của xilanh đo, m.

Thang đo ứng suất trượt của hệ M-5 trong khoảng từ 0.0178 - 3760 Pa, phụ thuộc

vào các cặp xilanh được chọn.

Sự thay đổi moment xoắn Md phụ thuộc vào số vòng quay n của xilanh và được

giải thích như mối tương quan giữa ứng suất trượt và vận tốc trượt.

Độ nhớt hiệu dụng của mẫu dầu được tính theo cơng thức sau, phụ thuộc vào các

đặc tính của thiết bị đo:

Md

R2  R2 



 hd  

 1 2 22

D 2  n h R1 R2

Trong đó: hd - độ nhớt hiệu dụng, Pa*s.

Thiết bị này cho phép tiến hành các phương án thí nghiệm sau :

Xác lập mối tương quan của ứng suất trượt vào vận tốc trượt khi nhiệt

độ không đổi (chế độ /D).

Xác lập mối tương quan của ứng suất trượt vào thời gian khi nhiệt độ

không đổi và vận tốc trượt không đổi (chế độ /t).

Xác lập mối tương quan của ứng suất trượt vào nhiệt độ khi vận tốc

trượt không thay đổi (chế độ /T).

Trong chế độ /D vận tốc trượt biến thiên tuyến tính với vận tốc khơng đổi trong

một miền giá trị cho trước so với thời gian. Số lượng các điểm (các giá trị ), thu nhận

được khi đo trong chế độ /D, có thể đạt đến con số 1000. Quá trình đo mỗi điểm trên

đường cong biểu diễn sự phụ thuộc /D được tiến hành trong khoảng thời gian 0.5

giây. Trong khoảng thời gian đó sẽ xác định 3 lần các đại lượng: vận tốc trượt, ứng

suất trượt và nhiệt độ. Mỗi điểm trên đường cong /D là giá trị trung bình số học của 3

lần đo trên.

Quá trình đo, thực hiện trong chế độ này cho phép thu nhận đường cong chảy của

dầu và vì thế chúng được thực hiện thường xuyên hơn.

Chế độ /t. Cho trước khoảng thời gian cần thiết để tiến hành đo ứng suất trượt, số

lượng các điểm đo để dựng đường cong /t có thể đạt khoảng 1000 điểm. Ở vận tốc

trượt không đổi cho trước sẽ tiến hành xác định các giá trị của ứng suất trượt tại những

thời điểm khác nhau với những khoảng thời gian bằng nhau.

Trang 20



BÁO CÁO THỰC TẬP



Chế độ /T. Ở vận tốc trượt không đổi cho trước, tiến hành xác định ứng suất trượt

(khoảng 1000 điểm) khi nhiệt độ mẫu thay đổi đều theo thời gian. Khả năng của thiết

bị và hệ đo M-5 cho phép thực hiện các thí nghiệm với vận tốc biến thiên của nhiệt độ

mẫu là 5oC/phút. Tuy nhiên, để tiến hành nghiên cứu tính lưu biến của mẫu thì vận tốc

biến thiên của nhiệt độ nên duy trì khơng vượt quá 1oC/phút.

Chế độ đo này cho phép xác định sự phụ thuộc vào nhiệt độ của độ nhớt (khi chất

lỏng biểu hiện tính NiuTơn) và độ nhớt hiệu dụng (khi chất lỏng biểu hiện tính phi

NiuTơn). Chế độ này rất có lợi cho việc mơ hình hóa sự thay đổi độ nhớt của dầu khi

nhiệt độ giảm trong quá trình chuyển động của dầu trong đường ống.

Xilanh đo

Khi nghiên cứu các tính chất lưu biến, phụ thuộc vào yêu cầu đặt ra và các tính chất

của chất lỏng được nghiên cứu, cần sử dụng các bộ xilanh đo khác nhau.

Xilanh đo hệ NV dùng để nghiên cứu các chất lỏng có độ nhớt thấp và làm việc với

vận tốc trượt trung bình. Các thơng số của xilanh đo hệ này được trình bày trong bảng

sau.

Bảng 2: Các thơng số của xilanh đo hệ NV

Chỉ số

NV

Xilanh trong:

Bán kính R2,R3

[mm]

17.85; 20.1

Chiều cao L

[mm]

60

Xilanh ngồi:

Bán kính R1,R4

[mm]

17.5; 20.5

Tỉ số Ra/Ri

1.02

Thể tích mẫu

[cm3]

9

oC

Khoảng nhiệt độ

[ ]

-30/100

Ứng suất trượt

[Pa]

Nhỏ nhất

0,0178

Lớn nhất

178

Gradient vận tốc:

Nhỏ nhất

Lớn nhất



[s-1]

0,27

2700



Xilanh đo hệ MV được dùng để nghiên cứu các chất lỏng có độ nhớt trung bình.

Xilanh đồng trục hệ này bao gồm cốc MV và hai rotor MV1 và MV2 để đo độ nhớt ở

các khoảng khác nhau. Rotor có cấu trúc đặc biệt để giảm hiệu ứng đáy. Các thơng số

của xilanh đo hệ này được trình bày trong bảng sau.

Bảng 3: Các thông số của xilanh đo hệ MV

Chỉ số

MV1

Xilanh trong:

Bán kính Ri

[mm]

20.04

Chiều cao L

[mm]

60

Xilanh ngồi:

Bán kính Ra

[mm]

21

Tỉ số Ra/Ri

1.05

3

Thể tích mẫu

[cm ]

34



MV2

18.4

60

21

1.14

46

Trang 21



BÁO CÁO THỰC TẬP



Khoảng nhiệt độ đo[oC]

Ứng suất trượt

[Pa]

Nhỏ nhất

lớn nhất

Gradient vận tốc: [s-1]

nhỏ nhất

lớn nhất



-30/100

0.0376

376



0.124

1240



0.0451

451



0.04454

45



Xilanh đo hệ SV được dùng để nghiên cứu các chất lỏng có độ nhớt cao, làm

việc với vận tốc trượt thấp và trung bình. Xilanh đồng trục hệ này bao gồm một cốc và

hai rotor để đo độ nhớt ở các khoảng khác nhau. Các thông số của xilanh đo hệ này

được trình bày trong bảng sau.

Bảng 4: Các thông số của xilanh đo hệ SV

Chỉ số

SV1

SV2

Xilanh trong:

Bán kính Ri

[mm]

10.1

10.1

Chiều cao L

[mm]

61.4

19.9

Xilanh ngồi:

Bán kính Ra

[mm]

11.55

11.55

Tỉ số Ra/Ri

1.14

1.14

Thể tích mẫu

[cm3]

9

6

oC

Khoảng nhiệt độ đo [ ]

-30/100

Ứng suất trượt

[Pa]

nhỏ nhất

0.124

0.376

lớn nhất

1240

3760

-1

Gradient vận tốc: [s ]

nhỏ nhất

0.044

0.044

lớn nhất

5445

5445



Hệ đo MV-DIN/SV-DIN được chế tạo để đo độ nhớt theo tiêu chuẩn của Đức DIN

53019. Xilanh đồng trục hệ này bao gồm một cốc MV và hai rotor MV-DIN và SVDIN. Các kích thước đặc trưng của tiêu chuẩn DIN-53019 có tỉ lệ như sau:



Trang 22



BÁO CÁO THỰC TẬP



Ra

R

1.0847 ; s 0.3 ;

Ri

Ri



L'

1 ;

Ri



L

3 ;

Ri



 120 0 10 ;



Ở đây:

Ra – Bán kính trong của cốc;

Ri - bán kính ngồi của rotor;

Rs – bán kính ngồi của trục rotor;

L – Chiều cao phần hình tụ của rotor;

L' – Khoảng cách từ phần xilanh rotor

tới đáy;

 - Góc đỉnh của chóp nón.

Bảng 5: Các thơng số của xilanh đo hệ DIN 53 019

Chỉ số

MV-DIN

SVDIN

Xilanh trong:

Bán kính Ri

[mm]

19.36

10.65

Chiều cao L

[mm]

58.08

31.45

Xilanh ngồi:

Bán kính Ra

[mm]

21

11.55

Tỉ số Ra/Ri

1.084

1.084

Thể tích mẫu

[cm3]

46

14

oC

Khoảng nhiệt độ đo [ ]

-30/100

Ứng suất trượt

[Pa]

nhỏ nhất

0.031

0.18

lớn nhất

301

1810

Gradient vận tốc:

nhỏ nhất

lớn nhất



[s-1]

0.064

5645



0.064

5645

Trang 23



BÁO CÁO THỰC TẬP



Xilanh đo hệ D100/300:

Xilanh đo hệ D100/300 (hình_) được trang bị cùng thiết bị đo độ nhớt

ROTOVISCO RV-20 để nghiên cức tính lưu biến dưới áp suất cao tới 10 MPa và nhiệt

độ cao tới 300oC. Hệ này bao gồm một rotor (xilanh trong) và một cốc. Cốc chứa có

cấu trúc đặc biệt cho phép lưu thông chất lỏng nhiệt, để ổn định nhiệt độ của mẫu dầu.

Rotor được giữ bởi hai vòng bi trượt bằng đá qúy. Rotor chuyển động nhờ từ truờng

quay.



Đặc tính của hệ đo

Áp suất làm việc lớn nhất: 10 Mpa

- Áp suất thử

13.5

Mpa

- Nhiệt độ lớn nhất

300 oC

- Thể tích mẫu

70 ml



7.3.2



Nội dung



Vận hành thiết bị:

Xem hướng dẫn các bước tiến hành thí nghiệm được mơ tả đầy đủ trong “ Các

phương pháp thử nghiệm “

7.3.3



Bảo quản thiết bị



Thiết bị được bảo quản trong phòng có điều hồ nhiệt độ, độ ẩm không vượt quá

80%.

7.3.4



Bảo dưỡng thiết bị

Máy móc ln được lau chùi sạch sẽ, bộ phận làm mát của thiết bị ổn nhiệt cứ

sáu tháng một lần cần tiến hành làm sạch bề mặt cho quá trình trao đổi nhiệt

được rễ ràng.



7.3.5



Hiệu chỉnh thiết bị



Dùng chất lỏng chuẩn (chủ yếu là dầu khống) biết trước gía trị độ nhớt ở một nhiệt

độ nhất định) để hiệu chỉnh hệ số đo của các cốc sử dụng.

Qui trình hiệu chuẩn thiết bị:

Trang 24



BÁO CÁO THỰC TẬP



Cho chất lỏng chuẩn vào cốc đo, nạp cốc vào máy và ổn định ở nhiệt độ cần đo ít

nhất là 20 phút sau đó tiến hành đo độ nhớt của nó. Tính tốn độ nhớt của mẫu đo và

so sách gía trị đo được với gía trị cho trước của nhà cung cấp. Nếu giá trị tính được sai

lệch so với giá trị cho trước thì tiến hành hiệu chuẩn lại các thơng số của cốc.

7.4



Thiết bị đo sức căng bề mặt (Interfacial Tensiometer)



7.4.1



Thông tin về thiết bị:



Tên thiết bị: Interfacial tensiometer;

Hãng sản xuất: PETROLAB CORPARATION;

Ngày lắp đặt: tháng 7 năm 1998.

Danh mục và máy móc đính kèm:

Đặc tính kỹ thuật

7.4.2

7.4.2.1



Nội dung

Vận hành thiết bị



Chuẩn bị đo

Các vòng dùng để đo cần phải được bảo quản hết sức cẩn thận, bởi vì chỉ có các

vòng khơng bị hư hại và tuyệt đối phẳng mới cho các gía trị đo chính xác. Chỉ dùng

axeton sạch hoặc nước cất để rửa các vòng đo sau đó đốt trong cồn cho đến khi chuyển

sang màu đỏ xẫm.

Rót chất lỏng thử vào cốc đã được làm lạnh, đặt cốc vào buồng ổn nhiệt.

Tiến hành đo

Đo sức căng bề mặt giữa chất lỏng và chất khí

Buồng ổn nhiệt được nâng lên từ từ bằng núm xoay sao cho vòng đo được

nhúng hồn tồn trong chất lỏng. Hãy đợi một thời gian ngắn cho chất lỏng ổn định trở

lại. Sử dụng núm xoay để hạ buồng ốn nhiệt xuống dần dần cho đến khi tia ánh sáng

trong ống dịch ra khỏi vị trí cần bằng.

Bằng cách xoay núm theo chiều kim đồng hồ đưa dần tia ánh sáng trong ống

tiến về vị trí cần bằng.

Cứ như vậy kết hợp hai tay, một xoay núm để hạ buồng ốn nhiệt xuống và một

xoay núm theo chiều kim đồng hồ đưa dần tia ánh sáng trong ống tiến về vị trí cần

bằng cho đến khi vòng đo bứt khỏi bề mặt chất lỏng.

Sức căng bề mặt của chất lỏng được đọc trên thang chia , đơn vị là mN/m.

Đo sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng

Khi đo sức căng bề mặt giữa hai chất lỏng khơng hồ tan với nhau (như dầu và

nước) và khi tiến hành đo bằng cách kéo từ dưới lên trên, đầu tiên cần nhúng vòng đo

vào chất lỏng nhẹ và cân chỉnh hệ thống về 0. Sau đó rót vào cốc đo khoảng nửa cốc

chất lỏng nặng, vòng đo được rửa sạch lắp đặt vào vị trí sau đó buồng ổn nhiệt được

nâng lên từ từ bằng núm xoay sao cho vòng đo được nhúng hoàn toàn trong chất lỏng

nặng. Dùng xilanh bơm nhẹ nhàng chất lỏng thứ hai nhẹ lên trên chất lỏng nặng trong

cốc. Tiến hành đo theo các bước như giữa chất lỏng và khí.



Trang 25



BÁO CÁO THỰC TẬP



Để cho một số hệ như nước /chloroform thì phải tiến hành đo sức căng bề mặt bằng

cách nhúng vòng đo từ chất lỏng trên xuống chất lỏng dưới.

Sức căng bề mặt của chất lỏng được đọc trên thang chia , đơn vị là mN/m.

7.5

Bảo quản thiết bị

Thiết bị cần được bảo quản trong phòng kín có điều hồ nhiệt độ, tránh bụi bẩn. Các

vòng dùng để đo O-ring cần phải được bảo quản hết sức cẩn thận, sau khi đo xong cần

rửa sạch và bảo quản trong các dụng cụ chuyên dụng bằng gỗ, tránh hư hại cong vênh

vòng đo.

7.6

Hiệu chuẩn thiết bị

Thiết bị đo sức căng bề mặt đã được hiệu chuẩn trước khi xuất xưởng bằng nước cất

hai lần (sức căng bề mặt ở 200C là 72.6mN/m), tuy nhiên nó cũng thường xuyên cần

được tái hiệu chuẩn, hoặc khi sử dụng vòng đo mới. Nếu giá trị sức căng bề mặt đo

được cho nước cất không phải là 72.6 mN/m mà là một số khác ví dụ 73mN/m, thì cần

tính thơng số hiệu chuẩn được tính như sau:

K = 72.6 / 73 = 0.994

Giá trị giá trị sức căng bề mặt bằng thông số đo được nhân với hệ số hiệu chuẩn.



Trang 26



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

3 THIẾT BỊ ĐO ĐỘ NHỚT ROTOVISCO RV-20

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×