Густиноміри

Блогосфера LibTime завжди намагається надати своїм читачам найбільш повну інформацію. Ви можете підтримати проект шляхом написання цікавих матеріалів.

Прилади для вимірювання густини часто використовуються у харчових виробництвах. Густина рідини є однією з основних характеристик окремих технологічних процесів (наприклад, густини соків випарної станції) і готової продукції (спирт, молоко).

Густина - відношення одиниці маси до одиниці об'єму : За принципом дії густиноміри розділяються на: поплавкові, гідростатичні, вагові, акустичні, ультрафіолетові, радіоізотопні тощо. Визначення густини сиропа за допомогою густиноміра

Поплавкові густиноміри найпоширеніші прилади для визначення густини рідин, сиропів і пульп. В основу побудови густиномірів покладено закон Архімеда. Принцип їх дії полягає в тому, що на занурений в рідину поплавець діє виштовхувальна сила.

У густиномірах з плаваючим поплавцем мірою густини рідини с глибина занурення поплавця певної форми та сталої маси, наприклад, аерометрії. У густиномірах другого типу маса і глибина занурення практично сталі, змінюється лише виштовхувальна сила за рахунок зміни густини рідини. Тому в цих густиномірах використовується компенсуюча сила пружини, за рахунок якої відбувається зміщення зануреного поплавця.

У густиномірах з плаваючим поплавцем сила ваги зрівноважується виштовхувальною силою, а в густиномірах із зануреним поплавцем сила ваги зрівноважується виштовхувальною силою і компенсуючою силою пружини.

Зміна густини пропорційна величині деформації пружини або ж переміщенню поплавця і має таку залежність: ∆ 'rho; = W-∆x/(g-V_n)= W/gV_n ∆x, де ∆x - переміщення поплавця, м; W - жорсткість пружини, кг/с²

; g - прискорення вільного падіння, м/с

; V- об'єм поплавця, м

.

Гідростатичні густиноміри можуть бути різні за конструкцією, проте принцип їх дії загальний і грунтується на зміні гідростатичного тиску рідини при зміні її густини: ∆p=∆pgH, Рисунок 1 - Схема диференційного дворідинного густиноміра

У гідростатичних густиномірах тиск стовпа рідини вимірюється шляхом продування інертного газу або ж повітря через шар рідини, тиск якого пропорційний висоті стовпа рідини та його густині. При сталій висоті Н перепад тиску ∆р пропорційний зростанню густини Др, тому початок шкали приладу відповідає початковій густині ро, а кінець - ∆р+р_мах.

У диференційному густиномірі (рис.1) використовується еталонна рідина з густиною р_е, залита в циліндр (5) і розміщена в посудині контрольованої рідини з густиною p_p. Через контрольовану і еталонну рідини проходить інертний газ.

Тиск газу встановлюється за допомогою редукторів (7) таким, щоб при мінімальній густині він проходив через шар рідини розділеними бульбашками. Стиснутий газ одночасно подається у вимірювальні трубки (2) і (4). З цилівдра (5) газ проходить частину контрольованої рідини через трубку (3), занурену на глибину h₂. Трубка (2) занурена на глибину hi=h₂+ho.

Тобто висота еталонної та контрольованої рідин однакова, різниця ж тисків пропорційна різниці їх густини: ∆p-h₀g('rho;_р - 'rho;_e)=∆H - 'rho;_n-g , де h₀ - висота еталонної рідини в циліндрі; g - прискорення вільного падіння; 'rho;_р - 'rho;_e і 'rho;_n - густина відповідно приладної, контрольованої та еталонної рідин.

Контроль густини проводиться приладом за різницею тисків ∆p =∆H- 'rho;_n-g, де 'rho;_n - густина рідини вимірювального приладу; ∆H - різниця висот вимірювального приладу.

Крім наведених густиномірів, є ще вагові густиноміри, в основу яких покладено безперервні автоматичні зважування рідини постійного об'єму що протікає по трубній цеглі приладу.

Вимір в'язкості рідких середовищ у харчовій промисловості це одна із найскладніших проблем при впровадженні АСУ ТП харчових виробництв. Більшість процесів пов'язані з переробкою дисперсних систем, суспензій колоїдних розчинів і пластичних мас.

Харчові продукти мають здатність налипати на чутливий елемент, випадати в осад, з них у процесі виробництва виділяються різні речовини, що впливають на чутливий елемент або утруднюють їхню експлуатацію.

Застосування засобів виміру в'язкості (віскозиметрів) у харчовій промисловості дуже обмежене через конструктивно-технічні недоліки методів виміру в'язкості або складності створення умов експлуатації самих віскозиметрів (наприклад, обов'язкове застосування термостатуючих пристроїв).

В'язкість - це властивість рідин і газів чинити опір переміщенню однієї їх частини щодо іншої. Основний закон в'язкісного тертя був установлений І.Ньютоном (1687р). У системі СІ одиницею в'язкості є Па • с (Паскаль • секунда). Застосовується іноді і несистемна одиниця в'язкості - пуаз (1 n= 0,1 Па с).

Рідини, що підлягають закону Ньютона (тобто ті, які мають лінійну залежність в'язкості від швидкості зрушення, в'язкість яких не залежить від інтенсивності механічних впливів), називаються ньютонівські. Якщо ж ця залежність є нелінійною, то, такі рідини називаються неньютонівськими.

Основна маса рідин, розчинів і пластичних харчових продуктів відноситься до групи неньютонівських рідин. Поряд з динамічною в'язкістю часто розглядають і кінематичну в'язкість - це відношення динамічної в'язкості до густини: v = µ/'rho; .

Одиниця виміру м²

/с, але більш поширена на практиці внесена системна одиниця - стокс (1 Ст=10

м

/с= 1См

/с.)