Технические науки/6. Электротехника и радиоэлектроника

¹Гуцул О.В., к. физ.-мат. н. ²Слободян В.З.

¹Буковинский государственный медицинский университет, Украина

²Черновицкий национальный университет им. Ю.Федьковича, Украина

Исследования влияния структуризации на реологические свойства жидкостей в капиллярах

Проведено модернизацию автоматизированного измерительного комплекса [1] для исследования электрофизических и реологических свойств жидкостей. Исследование вязкости однородных жидкостей во время их протекания в капилляре невозможно с помощью электродного метода и соответственно безэлектродного резонансного метода [2]. В этом случае исследование вязкости целесообразно проводить с использованием электронных вессов, которые через переходник соединены с персональным компьютером (рис. 1).

Рис. 1. Схема установки для измерения вязкости однородных жидкостей во время их протекания в капилляре безэлектродным методом с использованием электронных вессов.

В качестве образцовых жидкостей для исследования вязкости были выбраны физраствор и дистилированная вода. Результа исследования временной зависимости массы жидкостей для разных разниц высот уровней Δh приведены на рис. 2, из которого видно что эти зависимости имеют линейный характер, что позволяет рассчитать массовый выток жидкости в капилляре для разных Δh.

Рис. 2. Зависимость изменения массы вытока жидкости из капилляра от времени протекания: 1 – дистилированная вода, h₁=140 мм, h₂=130 мм; 2 - физраствор, h₄=140 мм, h₅=130 мм

Для определения объемного вытока жидкостей наобходимо дополнительно измерить массовую плотность жидкостей, а для определения средней эффективной линейной скорости жидкости в капилляре необходимо предварительно измерив длинну и поперечное сечение капилляра.

Результаты исследования зависимостей объемного вытока от разности высот Δh для физрасствора и дистиллированной воды приведены на рис. 3.

Рис. 3. Зависимость скороти массового вытока жидкости из капилляра от разности высот h: 1 (точки 1,2,3,4,5 – дистиллировання вода; 6,7 – физраствор); 2 – после увеличения сопротивния протекания физраствора в капилляре, вызванного динамической структуризацией слоев воды в капилляре.

Из рис. 3 следует, что вязкость жидкости существенно изменяется во время изменения скорости протекания вызванного изменением Δh в одну или другую сторону. Эту особенность можно объяснить необратимыми изменениями вызванными взаимодействием между слоями жидкостей и деформацией самих слоев во время протекания жидкости в капилляре, а также особенностями динамической структуризацией молекул воды в тонких слоях жидкости.

Литература:

1. Пат. 36976 Україна, МПК G 01 N 27/00. Безелектродний спосіб автоматизованого вимірювання питомого опору електролітів та біологічних рідин / Шаплавський М.В., Пішак В.П., Слободян О.В., Коломоєць М.Ю., Григоришин П.М. (Україна); заявник та патентовласник Буковинський державний медичний університет МОЗ України. - № 200807872; заявл. 10.06.08; опубл. 10.11.2008; Бюл. № 21. - 6 с.

2. О.В. Гуцул, В. З. Слободян. Особливості дослідження параметрів рідин електродним та безелектродним методами // Вісник Запорізького національного університету. Серія: Фізико-математичні науки, 2013, №2, - с.21-28.