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). Густинавідношення одиниці маси до одиниці об’єму :

Густиноміри

За принципом дії густиноміри розділяються на: поплавкові, гідростатичні, вагові, акустичні, ультрафіолетові, радіоізотопні тощо.

Густиномір
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-Vn)= W/gVn ∆x,

де ∆x — переміщення поплавця, м;

W — жорсткість пружини, кг/с2;

g — прискорення вільного падіння, м/с2;

V- об’єм поплавця, м3.

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,

Схема диференційного дворідинного густиноміра

Рісунок 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+рмах.

У диференційному густиномірі (рис 1) використовується еталонна рідина з густиною ре, залита в циліндр (5) і розміщена в посудині контрольованої рідини з густиною pp. 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) заігурена 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=10-4 м2/с= 1См2/с.)

 

Получать интересное на почту

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *