Influence of vessel dimensions on the results of liquid viscosity measurements by the non-contact aerohydrodynamic method

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The research is aimed at improving the accuracy of non-contact viscosity measurements in conditions of a limited sample volume of a tested liquid. A non-contact aerodynamic method based on the deformation of the liquid surface by a gas jet is considered and makes it possible to measure viscosity directly in a technological apparatus or container with liquid or in any vessel of arbitrary shape, the dimensions of which exceed the minimum allowable. In order to determine the minimum size of the vessel, the effect of distances from the walls and bottom of a rectangular vessel to the area of the impingement of the jet to the tested liquid on the viscosity measurement results was experimentally investigated. The experiments were performed on a pulsed non-contact device with an inclined aerodynamic impingement (a non-contact aerohydrodynamic viscometer). Additional movable walls and a submerged movable bottom were utilized to change the vessel dimensions. Liquids with viscosity of 0.710 Pa·s (castor oil) and 26.1 Pa·s (epoxy resin) at 25 °C were studied. The angles of aerodynamic impingement were 20° and 50°, and the gas pressure in front of the gas jet outlet varied at two levels – 5.4 and 7.0 kPa. The minimum dimensions of the vessel are determined – length 80 mm, width 40 mm, thickness of the liquid layer 20 mm, at which the additional measurement error of viscosity due to the infl uence of the vessel walls does not exceed 1.5 %. The minimum volume of a liquid sample in a rectangular vessel is 64 ml. The results obtained are useful to employees of chemical analysis laboratories in the chemical, petroleum, electrical and food industries.

About the authors

A. P. Savenkov

Tambov State Technical University

Email: savencow@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0001-6424-6462
SPIN-code: 6319-3713

V. A. Sychev

Tambov State Technical University

Email: flyholand@mail.ru
SPIN-code: 8004-5610

S. V. Mischenko

Tambov State Technical University

Email: msv@tstu.ru
SPIN-code: 1315-2213

References

  1. Xu D., Zheng B., Guo L. X., Zheng L. Metalurgija, 2022, vol. 61, no. 2, pp. 301–304.
  2. Park S., Choe W., Lee H., Park J. Y., Kim J., Moon S. Y., Cvelbar U. Nature, 2021, vol. 592, no. 7852, pp. 49–53. https://doi.org/10.1038/s41586-021-03359-9
  3. Guo Y., Guo X., Xu S., Shi J. J. Phys. D: Appl. Phys., 2024, vol. 57, no. 245206, 10 p. https://doi.org/10.1088/1361-6463/ad33f6
  4. Fu W., Zhang X. Optik, 2020, vol. 207, no. 164451, 8 p. https://doi.org/10.1016/j.ijleo.2020.164451
  5. Fu W., Li D., Zhang X. Phys. Fluids, 2024, vol. 36, no. 102130, 13 p. https://doi.org/10.1063/5.0234516
  6. Hu Y., Xue J. Metals, 2023, vol. 13, no. 1224, 20 p. https://doi.org/10.3390/met13071224
  7. Hao, Z., Chen, H., Jin, X., Liu, Z. Materials, 2022, vol. 15, no. 9001. 18 p. https://doi.org/10.3390/ma15249001
  8. Jiang Y., Zou Z., Yang L., Shen L., Liu Y., Zhang M. Phys. Rev. Fluids, 2023, vol. 8, no. 064005, 19 p. https://doi.org/10.1103/PhysRevFluids.8.064005
  9. Гребенникова Н. М., Мордасов М. М. Пневматический метод контроля вязкости жидкостей // Вестник ТГТУ. 2005. Т. 11. № 1А. С. 81–87.
  10. Савенков А. П., Сычёв В. А. Модель измерений вязкости бес-контактным аэрогидродинамическим методом // Измерительная техника. 2022. № 11. С. 57–64. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2022-11-57-64
  11. Гализдра В. И., Мищенко С. В., Мордасов Д. М., Мордасов М. М. Контроль поверхностного натяжения жидких веществ в промышленных условиях // Заводская лаборатория (Диагностика материалов). 1997. Т. 63. № 5. С. 28–30.
  12. Мордасов М. М., Савенков А. П., Сафонова М.Э., Сычев В. А. Бесконтактный метод измерения поверхностного натяжения // Измерительная техника. 2018. № 6. С. 55–60.
  13. Мордасов Д. М. Пневмодинамический бесконтактный кон-троль плотности жидких веществ // Вестник ТГТУ. 2004. Т. 10. № 3. С. 666–674.
  14. Li Y., Zou Q., Ma L. Rev. Sci. Instrum., 2025, vol. 96, no. 055101, 9 p. https://doi.org/10.1063/5.0251999
  15. Ding S., Liu Y., Yue M., Xu M., Cao H, Yang Z. Sensors and Actuators: A. Physical, 2025, vol. 388, no. 116484, 8 p. https://doi.org/10.1016/j.sna.2025.116484
  16. Миргородская А. В. История развития капиллярного метода измерений кинематической вязкости: от вискозиметра Ломоносова до информационно-измерительной системы // Измерительная техника. 2022. № 7. С. 24–29. https://doi.org/10.32446/0368-1025it.2023-8-53-59
  17. Федосенко Т. В., Пацюк Л. К., Кондратенко В. В., Усанова Ю. Ю. Влияние температуры на изменение коэффициента поверхностного натяжения овощных пюре // Известия вузов. Пищевая технология. 2021. № 4. С. 65–69. https://doi.org/10.26297/0579-3009.2021.4.13
  18. Novoselov A. G., Sorokin S. A., Baranov I. V., Martyushev N. V., Rumiantceva O. N., Fedorov A. A. Bioengineering, 2022, vol. 9, no. 18, 12 p. https://doi.org/10.3390/bioengineering9010018
  19. Mir M. A., Tirumkudulu M. S. Soft Matter., 2024, vol. 20, no. 22, pp. 4358–4365. https://doi.org/10.1039/d4sm00050a
  20. Nemade L. S., Patil M. P. Int. J. Appl. Pharm., 2023, vol. 15, no. 3, pp. 208–219. https://dx.doi.org/10.22159/ijap.2023v15i3.47327
  21. Zhou G., Zhang X., Yan W., Qiu Z. Processes, 2025, vol. 13, no. 2427, 16 p. https://doi.org/10.3390/pr13082427
  22. Chen T., Yang Y., Bing S., Sun Z., Ma B., Yang Z. Energy Rep., 2022, vol. 8, no. 4, pp. 547–558. https://doi.org/10.1016/j.egyr.2022.02.003
  23. Ushkova T., Kopteva A., Shpenst V., Sutikno T., Jopri M. H. Bull. Electr. Eng. Inform., 2022, vol. 11, no. 6, pp. 3609–3616. https://doi.org/10.11591/eei.v11i6.4856
  24. Домостроев А. В., Демьянов А. А., Клим О.В., Юдченко Д. А. Сравнительные исследования поточных вибрационных вискозиметров нефти // Измерительная техника. 2013. № 3. С. 62–66.
  25. Masseni F., Tetti G., Zumbo A., Noé C., Polizzi G., Stumpo L., Ferrero A., Pastrone D. Appl. Sci., 2025, vol. 15, no. 2933, 22 p. https://doi.org/10.3390/app15062933
  26. Krishnan S. S. J., Nagarajan P. K. Appl. Surf. Sci., 2019, vol. 489, pp. 560–575. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2019.06.038
  27. Мордасов М. М., Савенков А. П., Сафонова М. Э., Сычев В. А. Бесконтактное триангуляционное измерение расстояния до зеркальных поверхностей // Автометрия. 2018. Т. 54. № 1. С. 80–88. https://doi.org/10.15372/AUT20180111
  28. Блинов, Л. М. Ленгмюровские пленки // Успехи физических наук. 1988. Т. 155. Вып. 3. С. 443–480. https://doi.org/10.3367/UFNr.0155.198807c.0443

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Согласие на обработку персональных данных

 

Используя сайт https://journals.rcsi.science, я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных») даю согласие на обработку персональных данных на этом сайте (текст Согласия) и на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика» (текст Согласия).