JPH0625727B2 - 流体の粘度測定装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、主として土砂をポンプや、圧縮空気で送る際
にその流量を予測するのに必要な流体の粘度測定装置に
関するものである。

〔従来の技術〕 従来、流体の粘度を測定するのに、例えば、石炭・水ス
ラリーの連続測定法に関する特開昭61-57833の発明のご
とく、石炭と水のスラリーを送る配管の一定区間に、圧
力損失測定器及び流量計を配置し、その配管内にスラリ
ーを流通することにより圧力損失測定器で検出した圧力
損失及び流量計で検出した流量を、ハーゲン・ポワズー
ユの式に当てはめてそのスラリーの粘度を連続的に求め
る方法が提案されている。

また、配管から細管を備えたバイパス管を設け、細管に
圧力損失測定器と流量計とを設置して、ハーゲン・ポワ
ズーユの式からスラリーの粘度を求める方法も提案され
ている。

しかしながら、上記のいずれの方法も、敷設された管路
にスラリーを実際に流して測定するものであり、管路を
敷設する前に粘度の測定ができないという問題がある。

〔発明の解決しようとする課題〕

本発明は、前記従来の問題点を解決するためになされた
ものであり、流体を搬送する管路を敷設する前に、容易
にその流体の粘度を測定できる装置を提供することを解
決課題としたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題を解決するための手段として、本発明の流体
の粘度測定装置は、粘度を測定する試料を入れる２基の
密閉型の容器の間を、両端部にそれぞれ開閉バルブ及び
圧縮空気注入バルブを有し、かつ内径の１00倍程度以上
の長さを有する細管で連通すると共に、この細管の両端
の各端部からの影響のない位置にそれぞれ圧力計を、そ
して、その２つの圧力計の間に流速計または流量計を配
設し、さらに各容器のそれぞれの上部に圧縮空気注入用
及び排出用の各バルブを配設することにより構成され
る。

なお、上記の各圧縮空気注入用のバルブは、それぞれ管
路を介してコンプレッサーなどの圧縮空気供給源に連絡
するものとする。

以上の構成からなる装置においては、測定する試料を、
一方の容器から他方の容器へ圧縮空気によって細管経由
移動する操作を繰り返し行ない、得られた流速と２点の
圧力の値をハーゲン・ポワズーユの式に当てはめてその
流体の粘度を測定することができる。

〔実施例〕

以下図面を参照して本発明の実施例を説明するが、第１
図は本発明の一実施例における流体の粘度測定装置の側
面図であり、この装置は粘度を測定する試料を入れる密
閉型の２基の容器11，12を配設し、これらの容器11と12
との間を、内径Ｄの１00倍から２00倍程度以上の長さｌ
を有する細管13で連通している。

次に、この細管13の両端の各端部からの影響のない位
置、すなわち、各端部から細管13の内径Ｄの約60倍以上
離れた位置にそれぞれ圧力計14Ａ，14Ｂを、そしてこれ
ら圧力計14Ａ，14Ｂの間にドップラー型などの流速計15
または流量計を配設している。

さらに、各容器11と12のそれぞれの上部に、圧縮空気注
入バルブ３，４及び圧縮空気排出バルブ５，６を設ける
と共に、細管13の両端部に、開閉バルブ１，２及び圧縮
空気注入バルブ７，８を設けている。

上記の各圧縮空気注入バルブ３，４及び７，８は管路９
を介してそれぞれコンプレッサーなどの圧縮空気供給源
10に連絡されているが、細管13の両端に設けた圧縮空気
注入バルブ７，８を開けて細管13内に注入される圧縮空
気は容器11，12及び細管13内の試料を撹拌する機能をす
る。

次に、上記の構成からなる流体の粘度測定装置の使用手
順について説明すると、まず全てのバルブ、即ち、開閉
バルブ１，２と圧縮空気注入バルブ３，４と圧縮空気排
出バルブ５，６ならびに圧縮空気注入バルブ７，８を閉
じて、容器11内に粘度を測定する土砂などの試料を入
れ、両方の容器11，12ともにそれぞれの蓋11Ａ，11Ｂを
して密閉する。

そこで、圧縮空気注入バルブ３と開閉バルブ１，２とを
開けると、試料は細管13を経由して容器11から容器12へ
と移動するが、試料が細管13を流れている間の流速を流
速計15で、そして細管13の両端側の２点の圧力を各圧力
計14Ａ，14Ｂで測定し、ペンレコーダ等に記録し、それ
らの流速と圧力損失をハーゲン・ポワズーユの式に当て
はめて粘度を算出する。

次に、開閉バルブ２と圧縮空気注入バルブ３を閉じて、
圧縮空気排出バルブ５，６を開けて容器11，12及び細管
13内の圧縮空気を矢印Ａのごとく排出する。

さらに、圧縮空気排出バルブ５，６を閉じ、開閉バルブ
２と圧縮空気注入バルブ４とを開けて、試料を容器12か
ら細管13を経由して容器11に移動する。

そこで、試料が細管13を流れている間の流速を流速計15
で、そして２点の圧力を圧力計14Ａ，14Ｂでそれぞれ測
定し、ペンレコーダ等に記録し、それらの流速と圧力損
失から前記と同様に粘度を算出する。

以上の操作を、試料の粘度が定常化するまで繰り返して
行なうことになる。

なお、試料の粒度分布が広い場合には、試料を容器11に
入れた後、試料を移動する前に開閉バルブ１と圧縮空気
注入バルブ３を閉じ、圧縮空気排出バルブ５と圧縮空気
注入バルブ７とを開けて容器11内に圧縮空気を注入する
ことにより、試料を撹拌して試料を一様にすることが必
要である。

以上の粘度測定装置によれば、浚渫した土砂を搬送する
管路を敷設する時の土砂の粘度を知ることができ、それ
によりその搬送距離と土砂の土量などの設計の計算を事
前に行なうことができる。

上記粘度の算出に使用されるハーゲン・ポワズーユ式に
おいて、粘度ηは、細管13の半径をａ、細管13の圧力損
失を△Ｐ、細管13の長さをｌ、そして細管13内の流量を
Ｑとすれば、 で表わされ、 細管13内の流速をｖ、細管13の内径をＤとすると、細管
13内の流量Ｑは、 Ｄ＝２ａ、または なので、粘度ηは、 と変形でき、上記の分母 をＸ軸に、そして分子 をＹ軸にした第２図においてプロットすれば、測定した
流体の粘度ηを求めることができる。

ここで、Ｙ＝ＡＸのニュートン流体の場合は、Ｙ切片が
０であるので一度測定すればその粘度線図が得られ、一
方、Ｙ＝ＡＸ＋Ｂの非ニュートン流体の場合には、何度
か上記の測定を行ない、プロットをすることにより線図
が得られる。

〔発明の効果〕

以上に説明した本発明の流体の粘度測定装置によれば、
流体を搬送するために敷設された管路を使用せずに、粘
度を測定できるので、浚渫した土砂などをポンプや圧縮
空気で管内を搬送する際の流量を事前に予測することが
容易に可能になるという効果がある。

また、圧縮空気を使用しているので、ピストンポンプ等
の他の手段に比べ、経済的であり、また、試料の一様化
のための撹拌にも圧縮空気を利用できるという利点があ
る。

さらに、試料の繰り返し測定ができるので、試料の定常
化するまでの時間を計測することにより、試料の時間依
存性を求めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における流体の粘度測定装置
の配置側面図、第２図は第１図の装置で測定して求めら
れる粘度の線図である。 １，２……開閉バルブ、３，４……圧縮空気注入バル
ブ、５，６……圧縮空気排出バルブ、７，８……圧縮空
気注入バルブ、11，12……容器、13……細管、14Ａ，14
Ｂ……圧力計、15……流速計、Ｄ……内径、ｌ……長
さ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】粘度を測定する試料を入れる２基の密閉型
   の容器の間を、両端部にそれぞれ開閉バルブを設け、か
   つ内径の１00倍程度以上の長さを有する細管で連通する
   と共に、この細管の両端の各端部からの影響のない位置
   にそれぞれ圧力計を、そして、その２つの圧力計の間に
   流速計または流量計を配設し、さらに各容器のそれぞれ
   の上部に圧縮空気注入用及び排出用の各バルブを配設し
   た流体の粘度測定装置。