Entwicklung und Aufbau einer Anlage zur simultanen Messung der Viskosität und der Dichte fluider Stoffe:
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Düsseldorf
VDI-Verl.
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| adam_text | Titel: Entwicklung und Aufbau einer Anlage zur simultanen Messung der Viskosität und der Dichte fluider St
Autor: Docter, Andreas
Jahr: 1997
FORTSCHRITTBERICHTE VM Dr.-Ing. Andreas Docter Dr.-Ing. Hans Wilhelm Lösch Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Wagner, Bochum Entwicklung und Aufbau einer Anlage zur simultanen Messung der Viskosität und der Dichte fluider Stoffe Reihe 3 : Verfahrenstechnik Nr. 494
V Inhaltsverzeichnis Formelzeichen VII 1 Einleitung und Problemstellung 1 2 Viskositätsmeßverfahren - Stand der Forschung 4 2.1 Konventionelle Viskositätsmeßverfahren 5 2.2 Magnetschwebesysteme zur Viskositätsmessung 10 3 Ein neues Verfahren zur simultanen Bestimmung der dynamischen Viskosität und der Dichte fluider Stoffe 13 3.1 Funktionsprinzip des Simultan-Meßverfahrens 13 3.2 Spezifikationen und Anwendungsbereich des neuen Meßverfahrens 16 4 Magnetschwebekupplung und Dichtemessung 19 4.1. Funktionsprinzip der Magnetschwebekupplung 19 4.2 Ein-Senkkörper-Dichtemeßverfahren 21 4.3 Neue Kompakt-Magnetschwebewaage 27 5 Ein neuartiges Viskositätsmeßverfahren 32 5.1 Funktionsprinzip des Viskositätsmeßverfahrens 32 5.1.1 Prinzipieller Meßaufbau 33 5.1.2 Grundsätzliches physikalisches Modell 34 5.2 Apparative Elemente des Verfahrens 38 5.2.1 Rotationsantrieb 39 5.2.2 Drehzahlerfassung und Bestimmung der Dämpfung 44 5.2.3 Kupplungsdämpfung 50 5.3 Strömungsmechanisches Modell 55 5.3.1 Analyse des Fließfeldes 55 5.3.2 Zylinderströmung 56 5.3.3 Stimflächenströmung 62 5.3.4 Instationäritätseinfluß 64
VI Inhaltsverzeichnis 6 Konzeption und Aufbau einer Anlage zur simultanen Messung der Viskosität und der Dichte fluider Stoffe 67 6.1 Zielsetzung und technische Daten 67 6.2 Konzipierung und Auslegung 69 6.3 Technische Ausführung der Meßanlage 74 6.3.1 Übersicht über die Gesamtanlage 75 6.3.2 Prinzipieller Aufbau und Konstruktion der Meßapparatur 78 6.3.3 Temperaturmessung und -regelung 92 6.3.4 Meßgassystem 95 6.3.5 Automatisierung 97 7 Inbetriebnahme und Nachweis der Funktionstüchtigkeit der Meßanlage 101 7.1 Vorbereitende Arbeiten für die Dichtemessung 101 7.1.1 Bestimmung des Senkkörpervolumens 101 7.1.2 Test des Wägesystems 103 7.1.3 Test der Magnetschwebekupplung und Bestimmung des relativen Kraftübertragungsfehlers 104 7.1.4 Bestimmung der temperaturabhängigen Grundlast 105 7.1.5 Abschätzung der Unsicherheit der Dichtemessung 107 7.2 Vorbereitende Arbeiten für die Viskositätsmessung 109 7.2.1 Bestimmung der Kupplungsdämpfung 109 7.2.2 Bestimmung des Bezugsgerätekoeffizienten 110 7.2.3 Abschätzung der Unsicherheit der Viskositätsmessung 113 7.3 Vermessung ausgewählter Zustandspunkte von Stickstoff und Kohlendioxid 115 7.3.1 Planung des Meßprogramms und Versuchsdurchführung 115 7.3.2 Ergebnisse der simultanen Viskositäts- und Dichtemessung 117 7.4 Diskussion der Ergebnisse 121 7.4.1 Meßdatenvergleich 121 7.4.2 Abschließende Bewertung der Güte der neuen Meßanlage 129 8 Zusammenfassung 132 9 Literaturverzeichnis 134
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