專利名稱：：轉(zhuǎn)筒式流變儀循環(huán)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明屬于化學(xué)工程領(lǐng)域，具體涉及一種轉(zhuǎn)筒式流變儀循環(huán)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：在如圖l所示的傳統(tǒng)轉(zhuǎn)筒式流變儀中，被測(cè)流體在轉(zhuǎn)子(這里為內(nèi)筒)與外筒(這里為容器壁)之間的環(huán)形區(qū)域內(nèi)旋轉(zhuǎn)，藉測(cè)量?jī)?nèi)筒壁面處的流體剪切速率及轉(zhuǎn)子加于流體的剪切應(yīng)力而通過(guò)相應(yīng)的模型計(jì)算流變參數(shù)。傳統(tǒng)轉(zhuǎn)筒式流變儀要求被測(cè)流體在環(huán)形測(cè)量空間內(nèi)是均質(zhì)的，即流體的密度、溫度是均勻的。顯然，這種流變儀對(duì)于生產(chǎn)中常見(jiàn)的易沉降懸浮體系的流變特性是無(wú)能為力的。
發(fā)明內(nèi)容為了解決用轉(zhuǎn)筒式流變儀測(cè)量易沉降懸浮液時(shí)，懸浮顆粒的沉降導(dǎo)致的測(cè)量空間內(nèi)流體非均質(zhì)問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種轉(zhuǎn)筒式流變儀循環(huán)系統(tǒng)。本發(fā)明的技術(shù)方案是轉(zhuǎn)筒式流變儀循環(huán)系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子1、外筒2、蠕動(dòng)泵3和循環(huán)管4，轉(zhuǎn)子1置于外筒2內(nèi)，外筒2底部連接循環(huán)管4，循環(huán)管4與蠕動(dòng)泵3相連，循環(huán)管4的另一端置于轉(zhuǎn)子1與外筒2之間。轉(zhuǎn)筒式流變儀循環(huán)系統(tǒng)流體循環(huán)參數(shù)需滿足下述設(shè)定(a)流體的循環(huán)速度須大于懸浮液中最大顆粒的沉降速度，如此，既可保證所有顆粒參與循環(huán)，又可滿足測(cè)量空間內(nèi)所有顆粒均勻懸浮的基本要求。至于測(cè)量空間內(nèi)的被測(cè)流體濃度與循環(huán)流體的濃度之間存在下述比例關(guān)系被測(cè)流體濃度=j，gg,。x循環(huán)流體濃度環(huán)形測(cè)量空間截面積測(cè)定出循環(huán)流體的濃度后即可確定被測(cè)流體的濃度；(b)采用蠕動(dòng)泵輸運(yùn)流體，盡量避免流體循環(huán)過(guò)程中對(duì)顆粒結(jié)構(gòu)物的破壞；(c)理論上，流體在內(nèi)外筒間隙內(nèi)循環(huán)流動(dòng)時(shí)，除軸向速度外，只要不引起徑向及旋轉(zhuǎn)方向的速度分量，而且軸向速度在整個(gè)環(huán)形截面上均勻分布，則可確保流變儀能在流體循環(huán)的條件下按照原來(lái)的原理工作，且不改變計(jì)算模型；(d)對(duì)于實(shí)際操作而言，為方便起見(jiàn)，采用定點(diǎn)循環(huán)方式，測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差經(jīng)推導(dǎo)可定量估計(jì)為":"^~-7,w~FT"其中，Ve為流體循環(huán)而導(dǎo)致的流體附加旋轉(zhuǎn)速度；ue為流體在轉(zhuǎn)子帶動(dòng)下的旋轉(zhuǎn)速度；r為半徑，該式與流體的流變特性以及流變儀轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，而只與流體的循環(huán)方式有關(guān)，因此實(shí)際操作中的校正方法是分別用傳統(tǒng)流變儀及帶循環(huán)系統(tǒng)的流變儀對(duì)無(wú)沉降的均質(zhì)流體進(jìn)行測(cè)量，兩個(gè)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差就是校正系數(shù)。本發(fā)明的有益效果使用本發(fā)明所設(shè)計(jì)的循環(huán)系統(tǒng)，并按照所要求的技術(shù)設(shè)定進(jìn)行操作，可有效測(cè)定易沉降固液懸浮體系的流變參數(shù)，而這是傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)筒式流變儀所不能完成的。由于循環(huán)而引起的誤差與流體本身及轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，該誤差可通過(guò)對(duì)普通非沉降流體的測(cè)量予以標(biāo)定。圖1是轉(zhuǎn)筒式流變儀工作示意圖。圖2是具有外部循環(huán)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)筒式流變儀。圖中1、轉(zhuǎn)子，2、外筒，3、蠕動(dòng)泵，4、循環(huán)管。具體實(shí)施例方式如圖2所示，轉(zhuǎn)筒式流變儀循環(huán)系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子1、外筒2、蠕動(dòng)泵3和循環(huán)管4，轉(zhuǎn)子1置于外筒2內(nèi)，外筒2底部連接循環(huán)管4，循環(huán)管4與蠕動(dòng)泵3相連，循環(huán)管4的另一端置于轉(zhuǎn)子1與外筒2之間。實(shí)施例1為考察流體循環(huán)后對(duì)測(cè)量結(jié)果的影B向，分別用傳統(tǒng)轉(zhuǎn)筒式流變儀以及帶有上述循環(huán)系統(tǒng)的同一流變儀對(duì)溫度為2(TC的兩種濃度的PAM高分子溶液的表觀粘度進(jìn)行了測(cè)定，結(jié)果如表1及表2所示。由表1和表2的對(duì)照結(jié)果可見(jiàn)，兩者的相對(duì)誤差如理論分析的結(jié)果一樣，既與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，也與流體的性質(zhì)(濃度)無(wú)關(guān)。因此，在便于操作的定點(diǎn)循環(huán)方式下，用均質(zhì)溶液對(duì)帶有循環(huán)系統(tǒng)的流變儀的測(cè)量誤差進(jìn)行標(biāo)定后，即可用于測(cè)定易沉降懸浮體系。表1:溶液濃度為60卯m的測(cè)定結(jié)果對(duì)照<table>tableseeoriginaldocumentpage5</column></row><table>表2:溶液濃度為150卯m的測(cè)定結(jié)果對(duì)照<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2應(yīng)用本發(fā)明轉(zhuǎn)筒式流變儀循環(huán)系統(tǒng)對(duì)易沉降懸浮體系，氧化鐵懸浮液表觀粘度n的測(cè)定，循環(huán)參數(shù)需滿足下述設(shè)定(b)流體的循環(huán)速度須大于懸浮液中最大顆粒的沉降速度，如此，既可保證所有顆粒參與循環(huán)，又可滿足測(cè)量空間內(nèi)所有顆粒均勻懸浮的基本要求。至于測(cè)量空間內(nèi)的被測(cè)流體濃度與循環(huán)流體的濃度之間存在下述比例關(guān)系循環(huán)管路截面積被測(cè)流體濃度=-x循環(huán)流體濃度環(huán)形測(cè)量空間截面積'測(cè)定出循環(huán)流體的濃度后即可確定被測(cè)流體的濃度。(b)采用蠕動(dòng)泵輸運(yùn)流體，盡量避免流體循環(huán)過(guò)程中對(duì)顆粒結(jié)構(gòu)物的破壞；(d)對(duì)于實(shí)際操作而言，為方便起見(jiàn)，采用定點(diǎn)循環(huán)方式，測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差經(jīng)推導(dǎo)可定量估計(jì)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage6</formula>其中，Ve為流體循環(huán)而導(dǎo)致的流體附加旋轉(zhuǎn)速度；lle為流體在轉(zhuǎn)子帶動(dòng)下的旋轉(zhuǎn)速度；r為半徑，該式與流體的流變特性以及流變儀轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，而只與流體的循環(huán)方式有關(guān)，因此實(shí)際操作中的校正方法是分別用傳統(tǒng)流變儀及帶循環(huán)系統(tǒng)的流變儀對(duì)無(wú)沉降的均質(zhì)流體進(jìn)行測(cè)量，兩個(gè)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差就是校正系數(shù)。測(cè)定結(jié)果見(jiàn)表3。表3:氧化鐵懸浮液表觀粘度il的測(cè)定結(jié)果(單位mPas)<table>tableseeoriginaldocumentpage7</column></row><table>權(quán)利要求轉(zhuǎn)筒式流變儀循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，包括轉(zhuǎn)子(1)、外筒(2)、蠕動(dòng)泵(3)和循環(huán)管(4)，轉(zhuǎn)子(1)置于外筒(2)內(nèi)，外筒(2)底部連接循環(huán)管(4)，循環(huán)管(4)與蠕動(dòng)泵(3)相連，循環(huán)管(4)的另一端置于轉(zhuǎn)子(1)與外筒(2)之間。2.權(quán)利要求1所述的轉(zhuǎn)筒式流變儀循環(huán)系統(tǒng)，其特征在于，該系統(tǒng)流體循環(huán)參數(shù)需滿足下述設(shè)定(a)流體的循環(huán)速度須大于懸浮液中最大顆粒的沉降速度，測(cè)量空間內(nèi)的被測(cè)流體濃度與循環(huán)流體的濃度之間存在下述比例關(guān)系<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>測(cè)定出循環(huán)流體的濃度后即可確定被測(cè)流體的濃度；(b)采用蠕動(dòng)泵輸運(yùn)流體；(c)理論上，流體在內(nèi)外筒間隙內(nèi)循環(huán)流動(dòng)時(shí)，除軸向速度外，只要不引起徑向及旋轉(zhuǎn)方向的速度分量，而且軸向速度在整個(gè)環(huán)形截面上均勻分布，則可確保流變儀能在流體循環(huán)的條件下按照原來(lái)的原理工作，且不改變計(jì)算模型；(d)對(duì)于實(shí)際操作而言，為方便起見(jiàn)，采用定點(diǎn)循環(huán)方式，測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差經(jīng)推導(dǎo)可定量估計(jì)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage2</formula>其中，Ve為流體循環(huán)而導(dǎo)致的流體附加旋轉(zhuǎn)速度；lle為流體在轉(zhuǎn)子帶動(dòng)下的旋轉(zhuǎn)速度；r為半徑，該式與流體的流變特性以及流變儀轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，而只與流體的循環(huán)方式有關(guān)，因此實(shí)際操作中的校正方法是分別用傳統(tǒng)流變儀及帶循環(huán)裝置的流變儀對(duì)無(wú)沉降的均質(zhì)流體進(jìn)行測(cè)量，兩個(gè)測(cè)量結(jié)果的相對(duì)誤差就是校正系數(shù)。全文摘要本發(fā)明屬于化學(xué)工程領(lǐng)域，具體涉及一種轉(zhuǎn)筒式流變儀循環(huán)系統(tǒng)。轉(zhuǎn)筒式流變儀循環(huán)系統(tǒng)，包括轉(zhuǎn)子、外筒、蠕動(dòng)泵和循環(huán)管，轉(zhuǎn)子置于外筒內(nèi)，外筒底部連接循環(huán)管，循環(huán)管與蠕動(dòng)泵相連，循環(huán)管的另一端置于轉(zhuǎn)子與外筒之間。使用本發(fā)明并按照所要求的技術(shù)設(shè)定進(jìn)行操作，可有效測(cè)定易沉降固液懸浮體系的流變參數(shù)，而這是傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)筒式流變儀所不能完成的。由于循環(huán)而引起的誤差與流體本身及轉(zhuǎn)筒的轉(zhuǎn)速無(wú)關(guān)，該誤差可通過(guò)對(duì)普通非沉降流體的測(cè)量予以標(biāo)定。文檔編號(hào)G01N11/14GK101788445SQ201010107268公開(kāi)日2010年7月28日申請(qǐng)日期2010年2月6日優(yōu)先權(quán)日2010年2月6日發(fā)明者丁仕強(qiáng),徐繼潤(rùn),邢軍申請(qǐng)人:大連大學(xué)