Динамическая вязкость бинарных растворов

DYNAMIC VISCOSITY OF BINARY SOLUTIONS

Badmaev Badma B., Doctor of Technical Sciences, Institute of Physical Materials Science of the SB RAS

• 6,    Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia

Makarova Dagzama N., research, Institute of Physical Materials Science of the SB RAS

• 6,    Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia

Dembelova Tuyana S., Doctor of Technical Sciences, Institute of Physical Materials Science of the SB RAS

• 6,    Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia

Gulgenov Chingis Zh., candidate of Technical Sciences, research, Institute of Physical Materials Science of SB RAS

• 6,    Sakhyanovoy, Ulan-Ude, 670047, Russia

В современном приборостроении для создания чувствительной измерительной техники разного назначения широко используются электрокинетические преобразователи (ЭКП). Принцип действия ЭКП заключается в преобразовании энергии движения жидкости в электрическую и обратно – электрической энергии в движение жидкости [1–2]. В качестве электрокинетических преобразователей используются различные типы рабочих жидкостей. К ним относятся вода, спирты, ацетонитрил, про-пиленкарбонат и др. Для получения тех или иных физических свойств жидкости, например, требуемой вязкости или диэлектрической проницаемости, применяют бинарные растворы или композиционную жидкость, состоящую из нескольких компонентов [3–4]. В связи с тем, что электрокинетиче-ские явления протекают в капиллярных системах, необходимо знание вязкости и плотности рабочих жидкостей и их растворов в зависимости от температуры и процентного содержания.

В работе измерена вискозиметрическая вязкость бинарных растворов пропиленкарбоната в ацетонитриле и этилацетата в абсолютированном этиловом спирте в зависимости от температуры.

Таблица

Температурная зависимость плотности объемного раствора пропиленкарбоната в ацетонитриле

t, ° С	с, %
	10	20	30	40	50	60	70	80	90
0	0,849	0,896	0,942	0,984	1,024	1,062	1,1	1,142	1,182
10	0,841	0,888	0,935	0,976	1,017	1,052	1,089	1,131	1,170
20	0,830	0,878	0,928	0,968	1,009	1,043	1,078	1,119	1,158
30	0,822	0,872	0,920	0,959	1,000	1,034	1,071	1,109	1,149
40	0,814	0,864	0,912	0,951	0,992	1,026	1,062	1,1	1,140
50	0,805	0,866	0,905	0,944	0,983	1,017	1,053	1,09	1,129

Рис. 1. Зависимость вязкости раствора пропиленкарбоната в ацетонитриле от процентного содержания при разных температурах

Рис. 2. Зависимость вязкости раствора этилацетата в абсолютированном спирте от процентного содержания при разных температурах

Для измерения вязкости растворов при положительных температурах нами собрана установка: стеклянный вискозиметр помещается в цилиндрический сосуд, который находится внутри ультратермостата. Термостатирующая жидкость поступает по трубке внутрь цилиндрического сосуда. В данном случае производится более надежное термостатирование – отсутствует разность температур в термостате и в камере вискозиметра при любых температурах.

Вязкость измеряется по времени истечения жидкости или раствора через капилляр вискозиметра по известной формуле: η = K t ρ , где K – постоянная прибора, t – время истечения, а ρ – плотность жидкости при данной температуре. Следовательно, для измерения вязкости необходимо знать постоянную прибора при разных температурах и температурную зависимость плотности жидкости.

Постоянная прибора определялась по известной температурной зависимости вязкости эталонной жидкости:

K = ηA , ρA ⋅tA где ηA– вязкость эталонной жидкости при данной температуре, ρA – его плотность, tA – время истечения определенного объема жидкости через капилляр вискозиметра.

Вязкость исследуемой жидкости при данной температуре вычислялась по формуле

η

η _A

ρ _A ⋅ t _A

⋅ ρ t

где ρ – плотность исследуемой жидкости при данной температуре.

Результаты температурных измерений представлены ниже в виде графиков и таблицы. В таблице приведены результаты измерения плотности объемного раствора пропиленкарбоната в ацетонитриле. На рис. 1 и 2 показаны зависимости вязкости бинарных растворов пропиленкарбоната в ацетонитриле и раствора этилацетата в абсолютированном спирте от их объемной концентрации при разных температурах.

Полученные результаты измерения могут быть использованы как справочный материал для подбора эффективных рабочих жидкостей ЭКП.