Evaluation of Influence of Wall Slip on Measurement of Rheological Parameters by Means of a Hydrodynamic Measuring System

Abstract

The technique for processing the output signals of hydrodynamic measuring system of rheological parameters of non-Newtonian fluids is presented in the paper. Hydrodynamic measuring system is built on four serially connected bridge hydrodynamic converters. The paper shows that the error of determination of rheological parameters directly from the experimental flow characteristic in consistent variables is considerable if the non-Newtonian fluid has the effect of wall slip on measuring surfaces of sensors of bridge transducers. The technique for processing the output signals of the measuring system enables to detect the wall slip and to correct the values of fluid flow-rate in each bridge hydrodynamic converter using the values of the wall slip coefficient. Corrected flow characteristic is the basis for the determination of rheological parameters of controlled fluid. The influence of wall slip on the evaluation of rheological model of non-Newtonian fluid and results of measurement of its parameters are analyzed in the paper. It is shown that taking into account the effect of wall slip significantly improves measuring accuracy of rheological parameters. Розглянуто методику опрацювання вихідних сигналів гідродинамічної вимірювальної системи реологічних параметрів неньютонівських рідин. Гідродинамічна вимірювальна система побудована на базі чотирьох послідовно з’єднаних мостових гідродинамічних перетворювачів. У статті показано, що якщо неньютонівська рідина виявляє ефект пристінного ковзання на вимірювальних поверхнях чутливих елементів мостових перетворювачів, то похибки визначення реологічних параметрів безпосередньо за експериментальною витратною характеристикою у консистентних змінних будуть досить значними. Методика опрацювання вихідних сигналів вимірювальної системи дає змогу виявити наявність пристінного ковзання та скорегувати значення витрати рідини у кожному мостовому гідродинамічному перетворювачі, за допомогою знайдених значень коефіцієнта пристінного ковзання. Скорегована витратна характеристика є основою для визначення реологічних параметрів контрольованої рідини. Проаналізований вплив ефекту пристінного ковзання на встановлення реологічної моделі неньютонівської рідини та результати вимірювання її параметрів. Показано, що врахування ефекту пристінного ковзання істотно підвищує точність вимірювання реологічних параметрів.