Вискозиметр. Замеряем вязкость лакокрасочных составов

Точность превыше всего | 06.12.2017

Где используются вискозиметр

Вискозиметры используются для контроля вязкости различных веществ, участвующих в технологических процессах во многих отраслях:

• в медицине приборы используются для измерения вязкости крови человека;
• в фармакологии и косметологии — определение состояния лекарственных препаратов, кремов, мазей и сиропов;
• в пищевой промышленности — анализ напитков, молочных продуктов, меда;
• в химическом производстве — определение вязкости жидких и текучих материалов;
• в строительстве — изготовление лакокрасочных материалов, шпаклевок, клеев, паст.

Постоянно приходится прибегать к регулярному анализу вязкости нефти и продуктов ее переработки в нефтяной отрасли.

Анализаторы вязкости необходимы практически везде, где ведется работа с жидкими текучими материалами, состояние которых должно соответствовать определенным нормам.

Стандарт чашек прибора измерения вязкости

В работе используются чаши нескольких стандартов:

• по ГОСТу России 9070-75 – это воронки ВЗ-246;
• аналог от европейского производителя – DIN 53211-87;
• европейские чаши, для продуктов из Америки – воронки FORD или ASTM D Форма усеченного конуса с расширенным горлышком и зауженным внизу отверстием с заданным диаметром.

По европейским стандартам используются чаши 5 видов с одинаковой емкостью 100 мл, но с отверстиями внизу разного диаметра: 2 мм, 3 мм, 4 мм и 6 мм, 8 мм.

FORD чаша ВЗ-246

FORD чаша отличается от отечественного вискозиметра своими отверстиями. Физическая вязкость увеличивается, если диаметр отверстия увеличивается, а время вытекания не изменялось.

В лабораториях используют чашечные модели, а в быту применяют погружной прибор. Зная принцип и особенности его работы в домашних условиях изготовить своими руками вискозиметр для краски не сложно.

Материал, используемый для изготовления чаш прибора, легко очищается от краски. Ручка штатива регулируется по высоте. В условиях производства исследуемая доза подается в емкость специальным автоматизированным микронасосом. Капиллярный вискозиметр отличается высокой точностью измерения показателя вязкости ЛКМ.

Виды вязкости. Как определить

Вязкость — это способность веществ сопротивляться собственному течению за счет сил молекулярного взаимодействия.

Различают два вида вязкости:

Вязкость может измеряться как за счет гидростатического давления, так и и с помощью искусственно создаваемого внешнего давления.

Таблица 1. Вязкость жидкостей при температуре 20°С.

Как влияет вязкость на другие характеристики

Ответ, почему нужно измерять параметр условной вязкости жидкости кроется в разъяснении на что он оказывает влияние:

• Слишком вязкая краска плохо распределяется по поверхности материала.
• Слишком толстый слой покрытия долго сохнет. Теряется много производственного времени.
• Снижается прочность покрытия на финише, если использовалась слишком густая по консистенции краска.
• Снижается сцепление ЛКМ и поверхности, поскольку нет заполняемости густым составом всех неровностей на поверхности.
• Появляются дефекты в виде подтеков от толстого слоя покрытия.
• Не справляются с вязким материалом дешевые краскопульты.
• Краска излишне разбавленная наносится в несколько слоев, чтобы результат был удовлетворительным. Тратится больше времени на работу, изнашивается краскопульт.

Определение вязкости позволяет получить краску, которая обеспечит хорошо окрашенную поверхность, сократить время на производственный процесс, уменьшить расход материала и сохранить инвентарь.

Типы вискозиметров

По области применения приборы подразделяются на лабораторные, промышленные, медицинские.

По температуре исследуемых веществ различают высокотемпературные устройства, работающие при температуре от -60°С, до +2000°С, и приборы изготовленные из нетермостойких материалов.

По принципу действия приборы бывают:

Ротационные

Представляют собой устройство, состоящее из двух соосных цилиндров, конусов или сфер правильной геометрической формы, выполненных из термостойких материалов. Наружный цилиндр заполняется исследуемой жидкостью. Один из цилиндров вращается, выполняя функцию ротора.

Принцип действия ротационного вискозиметра заключается в определении меры вязкости на основании измерения угловой скорости вращения ротора, создающего на неподвижном цилиндре определенный момент силы.

Приборы используются для анализа вязкости различных сред при температуре от минус 60°С (масла и нефтепродукты), до плюс 2000°С (расплавленный металл).

Преимущества: возможность непрерывного контроля за состоянием жидких или газообразных соединений. Широкий диапазон измерений, от 0,6 мПа, до 3 000 000 мПа.

Недостатки: низкая, чувствительность, узкий диапазон измерений. Погрешность прибора может достигать 4%.

Капиллярные или Отсвальда

Устройства состоят из одного или нескольких резервуаров заданного объема с отходящими круглыми трубками (капиллярами) малого сечения.

Суть метода заключается в определении количества исследуемого вещества, проходящего через капилляры определенной длины и сечения под влиянием перепадов давлений.

Показатели вязкости определяются по расчетам, выполняемым на основании закона Пуазейля.

Капиллярные вискозиметры широко используются для определения вязкости различных расплавов, автомобильных масел и прочих нефтепродуктов.

Преимущества: высокая чувствительность и простота конструкции.

Недостатки: невозможность непрерывных измерений, хрупкость прибора.

Рисунок 4. Капиллярный анализатор вязкости.

Вибрационные

Метод основан на определении измерений резонансной частоты колебаний зонда вискозиметра, погруженного в резервуар. Вязкость определяется по силе колебаний, измеренных с помощью градуировочной кривой вискозиметра.

Преимущества: высокая точность измерений, возможность проведения измерений в ходе химических реакций. Способность переносить сильный нагрев или охлаждение.

Недостатки: большая стоимость и сложность конструкции.

Вискозиметр вибрационный.

Ультразвуковые

Компактные приборы состоят из зонда или датчика, соединенного кабелем с электронным блоком.

Принцип действия ультразвуковых вискозиметров основан на измерении затухания амплитуды магнитострикционного зонда (стержня или пластины), вызываемого демпфирующим действием контролируемой жидкой среды.

Преимущества: высокая точность измерений. Подходят для работы с любыми агрессивными средами. Могут производить измерения в инертной атмосфере или вакууме.

Недостатки: не подходит для измерения высокотемпературных веществ.

Ультразвуковой измеритель вязкости.

Ультразвуковые вискозиметры являются самыми точными измерительными приборами.

Вискозиметр Гепплера с падающим шариком

Представляет собой стеклянную трубку, наполняемую исследуемым веществом.

Действие вискозиметра основано на Законе Стокса.

Показатель вязкости определяется на основании измерения времени, необходимого для падения шарика под собственным весом через трубку.

Прибор удобен для исследования прозрачных низковязких веществ в пищевой, фармацевтической и нефтехимической отраслях.

Преимущества: доступная цена и простая конструкция.

Недостатки: сложность исследования непрозрачных сред и невозможность постоянного мониторинга.

Прибор Гепплера с падающим шариком.

Пузырьковый вискозиметр

Принцип действия устройства заключается в изменении параметров пузырьков газа, и время свободного всплытия. Приборы широко используются в химических и промышленных лабораториях для измерения вязкости различных полимеров, красок, лаков.

Достоинства: возможность исследования очень вязких соединений и высокая точность измерений.

Недостатки: сложность конструкции и высокая стоимость.

Пузырьковый вискозиметр.

Чашечный вискозиметр

Приборы, использующие капиллярный метод измерения вязкости, выполненные в виде чашки или воронки. Принцип метода заключается в измерении времени, в течение которого исследуемое вещество вытекает через узкое отверстие воронки. Чем оно гуще, тем медленнее скорость вытекания.

Нередко такие приборы входят в комплектацию краскопультов, имеющих строгое ограничение вязкости красок, которые можно использовать.

Достоинства: простая конструкция, доступная цена.

Недостатки: невозможность непрерывных измерений.

Прибор чашечный.

Вискозиметр Суттарда

Устройство представляет собой конструкцию из медного или латунного цилиндра, внутренним диаметром 50 мм, помещенного на квадратное основание из стекла, металла или пластика с нанесенной на поверхность шкалой.

Принцип действия прибора основан на измерении диаметра растекания вязкого вещества, залитого в цилиндр.

Вискозиметр Стутторда используют в основном для измерения вязкости строительных растворов (гипсового теста, штукатурки, шпаклевки, клея).

Преимущества: простота конструкции и возможность изготовления собственными силами.

Недостатки: низкая точность измерений.

Измеритель вязкости Стуттарда.

Вискозиметр Брукфильда

Показатели вязкости определяются на основании крутящегося момента, необходимого для вращения шпинделя устройства, погруженного в исследуемое вещество.

Самый популярный прибор для контроля вязкости. Метод включен во многие международные стандарты и спецификации.

Достоинства: универсальность применения и точность измерений.

Недостатки: возможность износа вращающихся деталей.

Прибор Брукфильда.

При выборе типа вискозиметра следует учитывать:

• капиллярные приборы наиболее популярные, благодаря высокой чувствительности, точности измерений и доступной стоимости;
• ультразвуковые устройства — самые точные;
• шариковые — идеально подходят для работы в высокотемпературных средах;
• ротационные — имеют самый широкий диапазон измерений, но и самую высокую погрешность.

Вискозиметры выпускают как для мониторинга вязкости в производственных условиях, так и для лабораторных исследований.

Капиллярные вискозиметры

Такие приборы (называемые также вискозиметрами Оствальда) используют традиционный способ измерения вязкости для краски, когда определённое количество краски самотёком (под воздействием давления верхний слоёв на нижние) проходит через тарированное отверстие; время истечения определяет вязкость вещества. Чем больше соотношение между диаметрами сосуда и капилляра, тем точнее измерение.

Капиллярные вискозиметры подразделяют на чашечные и погружные. Для работы первых отбирают нужную дозу краски из ёмкости и устанавливают её вязкость в лаборатории. Погружные вискозиметры можно опускать в ёмкость с краской и замерять её вязкость на месте, что быстрее и удобнее.

Капиллярный вискозиметр включает в себя:

1. Несколько сосудов (капилляров).
2. Чашку или тарированную ёмкость, снабжённую воронкой для плавного истечения краски.
3. Штатив.
4. Хронометр.
5. Перепускные краны.

Для удобства своего применения корпуса всех капиллярных вискозиметров изготавливаются из легкоочищающихся от краски материалов, штативы имеют высотную регулировку, а подача дозированного объёма краски в ёмкость может быть автоматизирована применением специальных микронасосов.

Достоинством прибора считается его высокая точность, которая не зависит от условий применения, поскольку при перемещении жидкостей по малым капиллярам однородность исследуемой среды не имеет значения, таким образом, отбор краски для определения вязкости можно выполнять произвольным образом, и из любого места.

Недостаток капиллярных вискозиметров – хрупкость капилляров, поэтому их использование непосредственно на стройплощадке не рекомендуется.

Калибровка вискозиметра

Анализаторы вязкости, давно находящиеся в работе, необходимо периодически подвергать поверке или калибровке.

Калибровка вискозиметров осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ и основана на определении времени протекания через прибор эталонной жидкости.

При выполнении поверки следует выполнять температурную корректировку согласно коэффициенту, указанному в сертификате, прилагаемом производителем эталонного раствора.

При калибровке приборов могут использоваться как калибровочные масла, так и эталонные жидкости, кинематические показатели вязкости которых при различных температурах известны.

Купить вискозиметр у официального дистрибьютора

Купить вискозиметр для лабораторий и промышленности по выгодным ценам на официальном сайте дистрибьютора ведущих мировых брендов — компании Модуль можно, связавшись с нашими консультантами.

Для увеличения точности измерений в лабораторных условиях опционально поставляется антивибрационный стол.

На все оборудование дается гарантия до 2 лет! Доставка осуществляется по всей территории России, Белоруссии и Казахстана.

Компания Модуль – Ваш персональный инженер в мире измерительного оборудования!

ГОСТы

Приборы внесены в Государственный Реестр измерительных приборов на основании общих требований и методов испытаний, регламентируемых Государственными стандартами и руководящими документами:

• ГОСТ 29226-91 «Вискозиметры жидкостей» — основной документ;
• ГОСТ 10028-81— стандарт распространяется на вискозиметры капиллярные из стекла;
• ГОСТ 25271-93 — определяет условия для вискозиметров Брукфильда;
• ГОСТ 6258-85 — стандарт регламентирует определение вязкости нефтепродуктов;
• ГОСТ 33-2000 — методы определение кинематической вязкости и расчет динамической вязкости нефтепродуктов;
• РД 50-416-83 — методические указания, регламентирующие порядок выполнения поверки стеклянных капиллярныхвискозиметров.

Вся перечисленные выше стандарты являются действующими.

Механические приборы

Категория механических вискозиметров представляет собой целый ряд различных приборов, принцип работы которых основан на механических свойствах жидкостей. Это могут быть измерители резонансного, пузырькового, шарикового типов. Если первые два типа чаще всего используются в лаборатории, то последний встречается в быту. Его принцип работы основан на открытии Галилея.

Внутри прибора имеется «кабинка», где находится шарик. После заполнения прибора жидкостью, вязкость которой необходимо определить, шарик падает. Измеряется точное время, необходимое на падение шарика до контактной площадки. Условная вязкость определяется по данному временному интервалу.

Применение

Приборы применяются для определения вязкости различных жидких и газообразных веществ:

• человеческой крови;
• горюче-смазочных материалов;
• нефтепродуктов;
• расплавленного металла;
• красок, лаков, смол;
• жидких полимеров;
• строительных смесей;
• мазей и кремов;
• расплавленного шоколада;
• молочных и других пищевых продуктов.

Производятся приборы универсального применения и узкоспециализированные устройства, предназначенные для определенного вида соединений.

Измерение вязкости дидкости.

Приборы капиллярного типа

Капиллярный вискозиметр в своей конструкции имеет тонкую трубку с известным диаметром. Исследуемая жидкость протекает по этой трубке. Эту же жидкость пускают также по трубке с большим диаметром, внутри которой не создается капиллярный эффект. Чаще всего жидкость течет под силой тяжести (то есть сверху вниз). Но в некоторых приборах создается искусственное давление. Измеряется время, за которое жидкость вытечет по обеим трубкам. Далее высчитывается их разность. Значение вязкости будет пропорционально значению данной разности.

Приборы данного типа просты, но имеют большие размеры. Еще один их недостаток заключается в том, что коэффициент вязкости измеряемой жидкости не должен превышать 12 кПа*с. Это значение соответствует жидкостям, которые хорошо текут. Более густые жидкости, или имеющие комки, в данном случае измерить нельзя.

Уход за прибором

Уход за прибором заключается в очистке емкости от остатков жидкости и промывка с помощью растворителя, воды или специальных моющих средств. Вискозиметры необходимо мыть и высушивать после каждого испытания.

Регулярное техническое обслуживание устройства включает:

• чистку измерительных элементов и резервуаров;
• внешний осмотр на наличие механических повреждений;
• проверку нагревателей, датчиков, приводов и элементов управления.

Чтобы не допустить погрешности прибора, вискозиметры нуждаются в ежегодной калибровке с помощью жидкостей эталонной вязкости.

Поверка приборов в первую очередь необходима для цифровых автоматических моделей и устройств, применяемых в системе государственного регулирования обеспечения единства измерений (ГРОЕИ).

Ротационные вискозиметры

Внешне такие приборы (ВЗ-4, ВЗ-246 и др.) напоминают миксер: в полый внешний сосуд цилиндрической формы вставляется внутренний сосуд, также цилиндрический. В частности, в приборе ВЗ-246 внешний сосуд соединён с приводным валом электродвигателя, что позволяет производить его вращение с постоянной скоростью. Внутренний сосуд на гибкой нити подвешен к корпусу прибора. В пространство между цилиндрами заливают краску, после чего включают привод вращения внешнего цилиндра. При вращении краски её слои, соприкасающиеся с поверхностью внутреннего цилиндра, вследствие трения будут передавать вращающий момент на внутренний цилиндр. По интенсивности его вращения можно установить вязкость краски.

Для достижения необходимой точности замеров требуется выполнить ряд условий:

• замер вращающегося момента возможен только после того, как скорость движения внутреннего цилиндра станет постоянной;
• класс чистоты поверхностей обоих цилиндров, которые контактируют с краской, должен быть одинаковым;
• соотношение размеров цилиндров должно быть строго определённым, что учитывается так называемой постоянной ротационного вискозиметра (для каждого прибора она может быть различной, поэтому, результаты, полученные на разных приборах, трудно сопоставить между собой).

Выпускаются и инверсные исполнения ротационных вискозиметров, когда электродвигатель вращает не наружный, а внутренний цилиндр.

Влияние вязкости краски на свойства

Вязкость сказывается на ключевых характеристиках красителей. При этом важно принимать во внимание следующие особенности:

1. Слишком вязкий краситель сложно тонко нанести на поверхности. Избыточная толщина увеличивает время сушки и снижает параметры прочности покрытия.
2. Чересчур густое вещество не способно качественно заполнить небольшие неровности, которые есть в основании. Это приводит к сильному ухудшению сцепки красителя с поверхностью.
3. Нанесение чересчур толстого слоя краски на вертикальные поверхности провоцирует формирование потеков. Это же касается наклонных конструкций.
4. Основная часть дешевых краскопультов не способна справиться со слишком вязкими веществами. Особенности функционирования пневматического распылителя базируются на невысоком давлении в струе воздуха. Краска подсасывается из бачка. При использовании очень густого красителя этот процесс нарушается. В такой ситуации устройство придется разбирать и промывать. Это рекомендуется делать растворителем.
5. Жидкая краска не приводит к выходу инструмента из строя. Она равномерно ложится на поверхность. Однако чересчур жидкая консистенция приводит к увеличению слоев покрытия. Это увеличивает продолжительность сушки.

Посмотрите также

Технические характеристики и состав эмали КО под номером 42, как наносить

Понятие единицы вязкости краски

Под вязкостью понимают характерную особенность жидких материалов сопротивляться перемещению их одной части по отношении к другой во время течения. С учетом состава и правил нанесения на поверхность красители должны обладать определенной текстурой.

Определить параметры вязкости помогает специальное устройство, которое называется вискозиметром. Он напоминает открытую воронку конусовидной формы. Она направлена вниз острием. Там находится отверстие конкретного диаметра.

Мнение эксперта

Захарова Ирина Юрьевна

Профи по клинингу с 15-ти летним стажем. Наш лучший эксперт.

Задать вопрос

Это устройство измеряет время, за которое количество исследуемой жидкости вытекает из емкости с особым отверстием. Чем выше показатели вязкости, тем больший временной интервал показывает прибор.

Медицинская вискозиметрия. Принцип работы мед вискозиметра.

Ультразвук.

Ультразвуком называют упругие колебания, частота которых превышает 20 КГц, распространяющихся в виде продольных механических волн в различных средах. УЗ волна-подобно звуковой состоит их чередующихся участков сгущения и разряжения частиц. Особенности ультразвука.В каждой среде скорость распространения звука и ультразвука – одинакова. Наиболее важной особенностью УЗ является узость ультразвукового пучка, что позволяет воздействовать на какие либо объекты локально. В неоднородных средах с мелкими неоднородностями, когда размеры включений не больше длины волны имеет место явление дифракции. Если размеры включений много больше длины волны (L >> λ) имеет место прямолинейность распространения ультразвука. Важным теоретическим моментом при использовании ультразвука является прохождение ультразвука из одной среды в другую. Действие ультразвука на ткани организма.

В зависимости от интенсив. различают три уровня интенсивностей ультразвуков: 1 уровень — до 1,5 Вт / см2, 2 уровень — от 1,5 до 3 Вт / см2, 3 уровень — от 3 до 10 Вт / см2.

Проникновение УВ в другую среду характеризуется коэффициентом проникновения. Он определяется как отношение интенсивности волны попавшей во вторую среду к интенсивности, попавшей волны:

Этот коэффициент зависит от соотношения акустического импеданса двух сред.

Акустическим импедансом называют произведение плотности среды на скорость распространения волн в данной среде:

Коэф. Проникновения наибольший- близкий к 1, если акустический импеданс двух сред примерно равны.

Если импеданс второй среды больше, чем первой, то коэф. проникновения ничтожно мал. В однородных средах ультразвук поглощается по закону показательной функции.

Воздействие УВ на организм.

Три вида действия УВ:

— механическое

(обусловлено переменным акустическим давлением, вызывает микровибрацию, что приводит к изменению функционального состояния клеток: повыш. проницаемость мембран, усиливаются пр-сы диффузии и осмоса.)

— тепловое

(переход механическй энергии в тепловую, интенсификация пр-сов.)

— физико-химическое (

Пространственная перестройка внутриклеточных м-лярных комплесов, повышение активности ряда ферментов)

Все три вида воздействия УВ на организм связано с явлением кавитации- это кратковременные возникновения микро полостей в местах разряжения волны.

УВ ускоряет протекание процессов диффузии и растворения, оказывает влияние на скорость химических реакций. УВ большой мощности вызывает гибель вирусов и бактерий. При малой мощности увеличивается проницаемость клеточных мембран и активизируются процессы обмена в тканях. Способность УВ волн оказывать механическое и тепловое действие на ткани лежит в основе УВ физиотерапии. методики лечебного воздействия:лабильная, стабильная, субаквальное озвучивание

6.Пульсовая волна-распространяющаяся по артериям и аорте волна повышенного давления, вызванную выбросом крови из левого желудочка в период систолы Длина пульсовой волны —

Ультразвук.

Ультразвуком называют упругие колебания, частота которых превышает 20 КГц, распространяющихся в виде продольных механических волн в различных средах. УЗ волна-подобно звуковой состоит их чередующихся участков сгущения и разряжения частиц. Особенности ультразвука.В каждой среде скорость распространения звука и ультразвука – одинакова. Наиболее важной особенностью УЗ является узость ультразвукового пучка, что позволяет воздействовать на какие либо объекты локально. В неоднородных средах с мелкими неоднородностями, когда размеры включений не больше длины волны имеет место явление дифракции. Если размеры включений много больше длины волны (L >> λ) имеет место прямолинейность распространения ультразвука. Важным теоретическим моментом при использовании ультразвука является прохождение ультразвука из одной среды в другую. Действие ультразвука на ткани организма.

В зависимости от интенсив. различают три уровня интенсивностей ультразвуков: 1 уровень — до 1,5 Вт / см2, 2 уровень — от 1,5 до 3 Вт / см2, 3 уровень — от 3 до 10 Вт / см2.

Проникновение УВ в другую среду характеризуется коэффициентом проникновения. Он определяется как отношение интенсивности волны попавшей во вторую среду к интенсивности, попавшей волны:

Этот коэффициент зависит от соотношения акустического импеданса двух сред.

Акустическим импедансом называют произведение плотности среды на скорость распространения волн в данной среде:

Коэф. Проникновения наибольший- близкий к 1, если акустический импеданс двух сред примерно равны.

Если импеданс второй среды больше, чем первой, то коэф. проникновения ничтожно мал. В однородных средах ультразвук поглощается по закону показательной функции.

Воздействие УВ на организм.

Три вида действия УВ:

— механическое

(обусловлено переменным акустическим давлением, вызывает микровибрацию, что приводит к изменению функционального состояния клеток: повыш. проницаемость мембран, усиливаются пр-сы диффузии и осмоса.)

— тепловое

(переход механическй энергии в тепловую, интенсификация пр-сов.)

— физико-химическое (

Пространственная перестройка внутриклеточных м-лярных комплесов, повышение активности ряда ферментов)

Все три вида воздействия УВ на организм связано с явлением кавитации- это кратковременные возникновения микро полостей в местах разряжения волны.

УВ ускоряет протекание процессов диффузии и растворения, оказывает влияние на скорость химических реакций. УВ большой мощности вызывает гибель вирусов и бактерий. При малой мощности увеличивается проницаемость клеточных мембран и активизируются процессы обмена в тканях. Способность УВ волн оказывать механическое и тепловое действие на ткани лежит в основе УВ физиотерапии. методики лечебного воздействия:лабильная, стабильная, субаквальное озвучивание

6.Пульсовая волна-распространяющаяся по артериям и аорте волна повышенного давления, вызванную выбросом крови из левого желудочка в период систолы Длина пульсовой волны —

скорость распространения пульсовой волны E — модуль упругости, ρ-плотность в-ва, h-толщина стенки сосуда, d-диаметр сосуда Течение крови в артериях в норме является ламинарным, небольшая турбулентность возникает вблизи клапанов. При потологии, когда вязкозть бывает меньше нормы, движения станет турбулентным. Турбулентное движение связано с дополнительной затратой энергии при движении жидкости, что в случае крови приводит к добавочной работе сердца. Шум, возникающий при турбулентном движении крови, используется для диагностирования заболеваний. Этот шум прослушивается на плечевой артерии при измерении давления крови. Движение крови по сосудам подчинено законам гидродинамики и определяется двумя силами: давлением, влияющим на движение крови, и сопротивлением, которое она испытывает при трении о стенки сосудов. Вследствие сопротивления кровеносных сосудов ее передвижению в них создается давление, которое называют кровяным давлением. Величина его неодинакова в разных отделах сосудистого русла. Наибольшее давление в аорте и крупных артериях. В мелких артериях, артериолах, капиллярах и венах оно постепенно снижается; в полых венах давление крови меньше атмосферного. Наибольшее давление называют систолическим

(максимальным), наименьшее —
диастолическим
(минимальным).

Медицинская вискозиметрия. Принцип работы мед вискозиметра.

Вязкость (внутреннее трение) жидкости – свойство жидкости оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно другой. Медицинский вискозиметр Принцип работы медицинского вискозиметра :

скорость продвижения жидкостей в капиллярах с одинаковыми сечениями при равной t0 и р зависит от вязкости этих жидкостей. (вискозиметр Гесса) используется для определения вязкости крови. Мед вискозиметр состоит из 2х одинаковых градуированных капилляров А1 и А2 В капилляр А1 набирают определенный V дистиллированной воды, перекрывают кран Б.Это позволяет набрать исследуемую жидкость в капилляр А2, не изменяя уровень воды. Если теперь открыть кран б и создать разрежение в вискозиметре, то перемещение l жидкостей за одно и то же время будет пропорциональным их вязкости.

ηx/η0 =l0/lx ηx= η0 l0/lx

Из формулы Пуазейля следует, что объемы жидкостей, протекающих за равные промежутки времени по одинаковым капиллярам, обратно пропорциональны вязкостям этих жидкостей p1-p2= p — перепад давления на концах капилляра, Па Q — секундный объемный расход жидкости (м3/с) R — радиус капилляра, м d — диаметр капилляра, м n — коэффициент динамической вязкозти, Па*с l — длина капилляра, м Если вязкость воды принять равной единице, а путь, пройденный кровью, составляет одно деление вискозиметра, то относительная вязкость

крови

численно равна пути
l
Н2О, пройденному при этом водой. Вязкость крови человека в норме 4 — 5 мПа·с, при патологии колеблется от 1,7 — 22,9 мПа·с,

что сказывается на скорости оседания эритроцитов (СОЭ). Венозная кровь обладает несколько большей вязкостью, чем артериальная. При тяжелой физиче

ской работе увеличивается вязкость крови. Некоторые инфекционные заболевания увеличивают вязкость, другие же, например брюшной тиф и туберкулез,

— уменьшают.

8.Явление пов натяжения. Капиллярность. Причины газовой и жировой эмболии сосудов.

пов. натяж. — стремление вещества уменьшить избыток своей потенциальной энергии на границе раздела с др. фазой (поверхностную энергию). Определяется как работа, затрачиваемая на создание единицы площади поверхности раздела фаз (размерность Дж/м2). Поверхностное натяжение – сила, отнесенная к единице длины контура, ограничивающего поверхность раздела фаз (размерность Н/м); эта сила действует тангенциально к поверхности и препятствует ее самопроизвольному увеличению. На пов-тях раздела жид-ти и ее насыщ пара, двух несмешиваемых жид-й, жид-ти и тв тела возникает сила, обусловленная различным межмолекулярным взщаимодействием граничащих сред.Силы пов натяжения направлены по касательной к поверхности жидкости, перпендикулярно к участку контура на котор они действуют и пропорциональныдлине этого участка. Коэф-т пов натяжения α=F/l=A/S где s и s0 – поверхностное натяжение при температурах T и T0 соответственно, α≈0,1 мН/(м·К) – температурный коэффициент поверхностного натяжения

Капиллярность-свойство жидкостей подниматься или опускаться ниже уровня в очень узких трубках, а именно если узкую (волосную, капиллярную) стеклянную трубку опустить в жидкость, смачивающую стекло (вода, спирт), то последняя поднимается в трубке выше уровня жидкости в сосуде; в трубке же, опущенной в несмачивающую стекло жидкость, последняя опускается ниже внешнего уровня. Высота подъема тем больше, чем меньше радиус трубки, изменяется с веществом и плотностью жидкости, зависит также от температуры.физ явление, заключающееся в способности жидкостей изменять уровень в трубках, узких каналах произвольной формы, пористых телах. Поднятие – в случае смачивания.

Эмболия— это закупорка сосудов частицами, принесенными током крови или лимфы. Они могут попадать в сосуды из внешней среды и формироваться в самом организме, чреватое лишением кровоснабжения какого-либо сосуда или органа.

Газовая эмболия развивается в результате закупорки сосудов пузырьками газов. Повышение атмосферного давления создает условия для растворения газов в биологических жидкостях. Быстрое перемещение организма из среды с повышенным давлением в среду с нормальным ведет к понижению растворимости, десатуризации и образованию в крови пузырьков газа. Пузырьки газа вызывают закупорку капилляров головного и спинного мозга, почек, сердца и других органов. Газовая эмболия возникает и при быстром переводе организма из среды с нормальным атмосферным давлением в среду с пониженным атмосферным давлением. возникает при:

-порезах крупных вен(там большое давление) и происходит закупорка.

-при подключении капельницы в крупную вену (как правило, подключичную) при отсутствии жидкости в сосуде и подключенному к нему катетору.

При течении пузырька с кровью,передняя часть пузырька вытягивается,задняя сплющивается.В задней части Р1 меньше,чем Р2.Добавочное давление Р приводит к закупорке сосуда. Жировая эмболия (эмболии эндогенного происхождения) следует за поступлением в русло крови капелек жира при операциях на тканях с обилием жировой клетчатки, при переломах трубчатых костей, после механического размозжения жировой ткани. В силу отрицательного давления в венах капельки жира через травмированные участки сосуда поступают в ток крови и останавливаются в сосудах меньшего диаметра.

При жировой эмболии процессы теже самые.Она возникает при переломах костей,кода капельки жира проникают в сосуды.Затем после этого возникает тромбоэмболия(возникновение тромба в сосуде)

9.Тоны Короткова. Физические основы применения неинвазивного метода Короткова для измерения систолического и диастолического давлений.Метод Короткова

– бескровный инвазивный метод измерения систолического и диастолического давления крови в плечевой артерии. Основан на выслушивании звуков, возникающих при прохождении крови через сжатую манжетой артерию. Накачанная воздухом манжетка пережимает сосуды, останавливая движение крови по ним. Затем ее медленно «спускают». В тот момент, когда напор крови в плечевой артерии немного превысит давление в манжетке, первая порция крови прорвется через препятствие и ударится о стенки артерии ниже «запруженного» места, издавая характерный звук (так называемый тон Короткова), который можно услышать при помощи фонендоскопа. Давление в манжетке в это время равно систолическому. По мере того как воздух будет выходить из нее, все большие порции крови начнут преодолевать «запруду». В конце концов манжетка перестанет пережимать плечевую артерию даже во время диастолы. Тогда кровь вновь заструится по ней непрерывным потоком, и тоны Короткова исчезнут. При этом показания на шкале тонометра

будут соответствовать диастолическому давлению Тоны Короткова

— звуки, которые слышны с помощью фонендоскопа, помещенного на лучевой артерии, при нагнетании воздуха в манжетку и его постепенном выпускании.
Систолическое (верхнее) артериальное давление
— это уровень давления крови в момент максимального сокращения сердца.
Диастолическое (нижнее) артериальное давление
— это уровень давления крови в момент максимального расслабления сердца.

10. Сочленения и рычаги в опорно-двигательном аппарате человека; механическая работа человека, эргометрия.Тело человека – пример кинематической связи. Опорно-двигательная система человека, состоящая из сочлененных между собой костей скелета и мышц, представляет с точки зрения физики совокупность рычагов, удерживаемых человеком в равновесии. Рычагом называется твердое тело, которое может вращаться около неподвижной оси. Различают три вида рычагов:

1) Когда точка опоры лежит между точками приложения действующей силы F и силы сопротивления R.

Условие равновесия рычага Fа = Rb.

Пример:

череп, рассматриваемый в сагиттальной плоскости. Ось вращения проходит через сочленение черепа с первым позвонком. R — сила тяжести головы, приложенная в центре тяжести. F — сила тяги мышц и связок, прикрепленных к затылочной кости.

2) Когда точка опоры лежит за точкой приложения силы сопротивления R, а сила F приложена на конце рычага.Условие равновесия рычага Fa = Rb, но а > b, следовательно, F > R, то есть рычаг дает выигрыш в силе, но проигрыш в перемещении и называется рычагом силы.

Пример: действие свода стопы при подъёме на полупальцы. Опорой служат головки плюсневых костей. R — сила тяжести всего тела, приложена к таранной кости. F — мышечная сила, осуществляющая подъём тела, передается через ахиллово сухожилие и приложена к выступу пяточной кости.
3) Когда сила F приложена ближе к точке опоры, чем сила R.Условие равновесия рычага . Fa=Rb,но а < b, следовательно, F > R, то есть рычаг дает проигрыш в силе, но выигрыш в перемещении и называется рычагом скорости
. Пример: кости предплечья. Точка опоры находится в локтевом суставе. F — сила мышц, сгибающих предплечье, R — сила тяжести поддерживаемого груза, приложенная обычно к кисти, а также сила тяжести самого предплечья. Кости опорно-двигательного аппарата соединяются между собой в сочленениях или суставах.Основной механической характеристикой сустава является число степеней свободы.
Различают суставы с 1, 2 и 3 степенями свободы.Примеры: плече-локтевой сустав — одна степень свободы; лучезапястный сустав — две степени свободы; тазобедренный сустав, лопаточно-плечевое сочленение — три степени свободы (сгибание и разгибание, приведение и отведение, вращение). ЭРГОМЕТРИЯ — метод измерения работоспособности отдельной мышцы или группы мышц и функциональных изменений в организме во время физической нагрузки, основанный на выполнении дозированной механической работы. Осуществляется с помощью прибора эргометра. Человек с помощью мышц совершает механическую работу, которая обусловлена силой мышц и развиваемой ими мощностью. Средняя мощность, развиваемая человеком, не занятым специально физическим трудом, весьма невелика и, например, при ходьбе по ровной местности составляет 100-200 вт в зависимости от скорости. Когда мышцы совершают работу, в них освобождается химическая энергия, накопленная в процессе метаболизма; она частично превращается в механическую работу, а частично теряется в виде тепла.
11. Работа и мощность сердца. Аппарат искусственного кровообращения Работа, совершаемая сердцем,

затрачивается на преодоление сил давления и сообщение крови кинетической энергии. Работа, совершаемая при однократном сокращении левого желудочка: Изобразим Vу— ударный объем крови — в виде цилиндра. Можно считать, что сердце продавливает этот объем по аорте сечением S на расстоянии l при среднем давлении р. Совершаемая при этом работа:
A1=Fl=pSl=pVy .
На сообщение кинетической энергии этому объему кровизатрачена работа
А2 = mυ2/2 = ρ Vy υ2/2, где ρ плотность крови; υ — скоростькрови в аорте. Таким образом, работа левого желудочка сердца при сокращении равна Ал =А1+А2 = pVy + ρ Vy υ2/2.Так как работа правого желудочка принимается равной 0,2 от работы левого, то работа всего сердца при однократном сокращении: А = Ал + 0,2Ал = 1,2 (pVy + ρ Vy υ2/2) :Формула справедлива для покоя и для активного состояния организма. Эти состояния отличаются разной скоростью кровотока. р = 13 кПа, Vy = б0мл, ρ = 1,05•103 кг/м3, V= 0,5 м/с, получим работу разового сокращения сердца в состоянии покоя: А1 = 1 дж. Считая, что в среднем сердце совершает одно сокращение в секунду, найдем работу сердца за сутки: Аc= 86 400 дж. При активной мышечной деятельности работа сердца может возрасти в несколько раз.Еcли учесть, что продолжительность систолы около t = 0,3 с, то средняя мощность сёрдца за время одного сокращения W= А1/t = 3,3 Вт.При операциях на сердце, которые требуют временного выключения его из системы кровообращения, пользуются специальными аппаратами искусственного кровообращения. По существу, этот аппарат является сочетанием искусственного сердца (насосная система) с искусственными легкими (оксигенератор — система, обеспечивающая насыщение крови кислородом).
12. Центрифугирование Центрифугированием

называется процесс разделения (сепарации) неоднородных систем, например частиц от жидкостей, на фракции под действием центробежных сил. Для осуществления процесса центрифугирования используются центрифуги.
разделение неоднородных систем в поле силы тяжести. Пусть есть водная суспензия частиц различной плотности. Со временем благодаря действию силы тяжести и выталкивающей силы FA происходит расслаивание частиц: частицы с большей, чем у воды, плотностью тонут, частицы с меньшей, чем у воды, плотностью всплывают. Результирующая сила, действующая, например, на более плотную отдельную частицу, равна
Fp = mg – FA = ρ1Vg — ρVg = (ρ1 — ρ)Vg, где ρ1 — плотность вещества частицы; ρ — плотность воды; V — объем. Если значения ρ1 и ρ мало отличаются друг от друга, то сила Fp мала и расслоение (осаждение) происходит достаточно медлённо. В центрифуге (сепараторе) такое разделение производят принудительно, вращая разделяемую среду. Пусть рабочий объем центрифуги полностью занят какой-либо однородной жидкостью. Выделим мысленно небольшой объем V этой жидкости, находящийся на расстоянии r от оси вращения. При равномерном вращении центрифуги на выделенный объем кроме силы тяжести и выталкивающей силы, которые уравновешивают друг друга, действует центростремительная сила. Это сила со стороны окружающей объем жидкости. Она направлена к оси вращения и равна

F = mω2r = ρVω2r где ρ — плотность жидкости. Предположим теперь, что выделенный объем V— это сепарируемая частица, плотность вещества которой ρ1 (ρ1 ≠ ρ). Сила, действующая на частицу со стороны окружающей жидкости, не изменится. Для того чтобы частица вращалась вместе с жидкостью, на нее должна действовать центростремительная сила, равная

F1 = m1ω2r = ρ1 V ω2rгде m1 — масса частицы, а ρ1 — соответствующая ей плотность.Если F > F1, то частица перемещается к оси вращения. Если F < F1, то воздействия на частицу со стороны жидкости будет недостаточно, чтобы удержать ее на круговой траектории, и частица по инерции начнет перемещаться к периферии. Эффект сепарации определяется превышением силы F, действующей со стороны жидкости на выделенную частицу, над тем значением центростремительной силы F1, которое обусловливает движение по окружности: Fцф = F — F1 = (ρ — ρ1) V ω2rЭто выражение показывает, что эффект центрифугирования тем больше, чем больше различие плотностей сепарируемых частиц и жидкости, а также существенно зависит от угловой скорости вращения.

Основным параметром при центрифугировании является относительное центробежное ускорение А

(безразмерная величина) — это величина, показывающая во сколько раз центробежное ускорение
В
в роторе центрифуги больше земного тяготения, обычно обозначаемого
g
. Величина
А
рассчитывается по следующей формуле:
А
=11,18·10-7·
r
·
n
2, где
r
— расстояние в мм от оси вращения ротора до точки, для которой рассчитывается центробежное ускорение
n
— частота вращения ротора в об./мин.

Используют центрифуги фильтрующие и отстойные. В фильтрующих центрифугах разделяют суспензии. В оттстойныхцентрифугах разделение суспензий и эмульсий происходит по принципу отстаивания, но под действием центробежной силы. Центробежные жидкостные сепараторы широко применяются в пищевой промышленности, в частности для сепарации молока (отделения от молока сливок). Применение центробежной силы для процессов разделения суспензий и эмульсий значительно интенсифицирует процесс. Однако не удается полностью провести разделение, в связи с этим в некоторых случаях необходимо проводить дополнительную обработку (отжим, сушку пасты, обезвоживание и др.).

Как можно измерить вязкость ЛКИ при помощи вискозиметра

Чтобы определить параметры вязкости, требуется использовать вискозиметр. Для этого рекомендуется выполнить несколько несложных действий:

1. Наполнить воронку. При этом выходное отверстие рекомендуется закрыть пальцем.
2. Одновременно открыть отверстие и запустить секундомер.
3. Зафиксировать время, которое потребовалось для опустошения тары.

Важно проводить измерения при температурных показателях +18-22 градуса. При снижении параметров материалы густеют, а при повышении – становятся более жидкими.

При использовании двухкомпонентных веществ нужно использовать другую методику. Для получения оптимальных параметров вязкости требуется сделать следующее:

1. Смешать краску с отвердителем. При этом рекомендуется четко соблюдать инструкции производителя. Недостаток или избыток отвердителя плохо скажется на параметрах прочности покрытия.
2. Проверить вязкость вискозиметром. При необходимости материал требуется дополнительно разбавить, чтобы получить рабочую текстуру.

Чтобы отмерить нужный объем основы и отвердителя, стоит сделать следующее:

1. При небольшом количестве стоит использовать мерную посуду.
2. В объемной цилиндрической таре стоит использовать специальную шкалу. Если высота уровня красителя достигает 40 сантиметров, то получить соотношение 1:4 поможет добавление вещества до 50 сантиметров.

Стоит учитывать, что этот метод дает достоверные результаты исключительно в емкости цилиндрической формы. Обыкновенное ведро обладает формой усеченного конуса. Это провоцирует искажение пропорций.

Чтобы измерение параметров вязкости было правильным, рекомендуется придерживаться таких правил:

1. Измерять вязкость материалов стоит несколько раз во время окрашивания. В зависимости от полученных значений удастся регулировать текстуру. Если консистенция получилась слишком густой, в массу рекомендуется вводить растворитель. При чересчур низкой вязкости повышают объем красителя.
2. Не стоит выполнять измерения, если масса вспенена. Это не даст возможности получить точные результаты.
3. Если перед окрашиванием требуется применять грунтовку, ее условную вязкость стоит проверять вискозиметром. При этом рекомендуется применять устройство серии В3-246. При этом диаметр отверстия устройства должен составлять 4 миллиметра. Удовлетворительные параметры находятся на уровне 12-18 секунд.

Посмотрите также

Технические характеристики и состав эмали НЦ-132, топ-4 производителя