Струйно-барботажный метод и устройство измерения вязкости жидкостей

• Автор: Тышкевич, Андрей Александрович
• Шифр специальности: 05.11.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Тамбов
• Количество страниц: 206 с. : ил.

1. Обзор пневматических методов контроля вязкости жидкостей

1.1. Значимость вязкости для контроля жидких веществ и проведения технологических процессов

1.2. Методы измерения вязкости жидких веществ

1.3. Классификация пневматических методов измерения вязкости жидких веществ

1.4. Капиллярные методы измерения вязкости

1.5. Пузырьковые методы измерения вязкости

1.5.1. Взаимодействие пузырька газа с жидкостью

1.5.2. Пузырьковый метод измерения вязкости без отрыва пузырька

1.5.3. Барботажный метод измерения вязкости

1.6. Струйные методы измерения вязкости

1.6.1. Струйный метод измерения вязкости с вертикально падающей струей газа

1.6.2. Струйный метод измерения вязкости с наклонно падающей струей. газа
1.6.3. Струйно-барботажый метод измерения вязкости
1.7. Выводы и постановка задач исследования
2. Физические основы струйно-барботажных процессов и их математическое моделирование
2.1. Режимы взаимодействия слоя жидкости с проходящим через нее потоком газа
2.2. Границы возникновения струйно-барботажного режима
2.3. Физические особенности процессов, происходящих в струйно-бар-ботажной системе
2.4. Режим колебаний, при котором максимальный размер газовой камеры периодически меняется во времени

2.5. Математическое описание процесса взаимодействия струи газа со слоем жидкости в струйно-барботажном режиме
2.6. Параметрическая идентификация математической модели
2.6.1. Экспериментальное исследование процессов, происходящих в струй-но-барботажной системе
2.6.2. Оценка влияния массовой силы на процесс колебания поверхности раздела фаз «газ - жидкость»
2.7. Математическая модель струйно-барботажного метода измерения физико-химических свойств жидкости
Выводы по второй главе
3. Струйно-барботажный метод контроля вязкости жидкости
3.1. Реализация струйно-барботажного метода
3.2. Информативные параметры струйно-барботажной системы
3.3. Изменение угла раскрытия газовой струи в процессе колебания поверхности раздела фаз
3.4. Методика проведения измерений
3.5. Погрешность струйно-барботажного метода контроля вязкости жидкости
Выводы по третьей главе
4. Устройство, реализующее струйно-барботажный метод контроля вязко-стижидкости
4.1. Схема и принцип действия устройства
4.2. Выбор конструктивных и режимных параметров устройства
4.2.1. Выбор конструкции сопла
4.2.2. Выбор диаметра сопла, расхода газа и высоты слоя жидкости над соплом
4.2.3. Конструктивная реализация измерительного элемента
4.3. Оценка погрешности устройства, реализующего струйно-барботажный
метод контроля вязкости жидкости
Выводы по четвертой главе

Основные результаты и выводы по работе
Список использованной литературы
Приложение 1. Результаты эксперимента по определению периода колебаний поверхности раздела фаз «газ - жидкость» при различных конструктивных и режимных параметрах измерительного элемента
Приложение 2. Алгоритм программы статистической обработки результатов эксперимента
Приложение 3. Алгоритм программы параметрической идентификации
математической модели и оценки влияния массовой силы
Приложение 4. Алгоритм программы расчета погрешности, вносимой изменением плотности и поверхностного натяжения контролируемой жидкости, а также отклонений отдельных коэффициентов, входящих в выражение математической модели
Приложение 5. Алгоритм программы расчета параметров измерительного
элемента
Приложение 6. Алгоритм программы расчета погрешности устройства.. 173 Приложение 7. Промежуточные вычисления и математические преобразования, опущенные в диссертации

Рис. 2.10. Прохождение струи газа через слой жидкости в момент разгрузки газовой камеры
На стадии разгрузки газовой камеры существует только одна камера А. Она начинает терять свой объем и сферичность формы, постепенно приобретая форму цилиндра и преобразуясь в камеру В.
Под действием сил гидростатики в некоторый момент времени камера В сужается в районе сопла образуя сопротивления Я2, достаточное для образования и развития камеры А. Таким образом, процесс повторяется.
Описанный процесс является автоколебательным, так как ему присущи следующие свойства [63,64]:
самовозбуждение колебаний;
зависимость частоты и амплитуды установившихся колебаний только от параметров системы;
произвольность фазы колебаний.
2.4. Режим колебаний, при котором максимальный размер газовой камеры периодически меняется во времени
При достаточно малом расходе газа и высоте слоя жидкости над соплом Н > 2ЯКр существует режим колебаний, при котором размер газовой камеры в