DE102008010967A1 - Elongation flow generating method for use during e.g. extrusion, involves introducing medium into ring gap between outer wall of small cylinder and inner wall of large cylinder, and rotating cylinders with respective frequencies - Google Patents

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Abstract

The method involves introducing a medium (4) into a ring gap between an outer wall of a small cylinder (1) and an inner wall of a large cylinder (2) that is arranged coaxial to the small cylinder. The cylinders are rotated around a common axis (3) with respective rotational frequencies and are connected with a control system (5), such that the frequencies are adjusted independent of each other. One frequency is reacted to another frequency as the square of an inner radius (R2) the large cylinder to the square of an outer radius (R1) of the small cylinder. An independent claim is also included for a device for executing a method for generating an elongation flow in a medium.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer reinen Dehnungsströmung in Flüssigkeiten sowie die Verwendung des Verfahrens und/oder der Vorrichtung zur Durchführung rheologischer Untersuchungen an Flüssigkeiten unter reinen Dehnungsflussbedingungen.The The present invention relates to a method and an apparatus for generating a pure expansion flow in liquids and the use of the method and / or the device for Carrying out rheological investigations on liquids under pure strain flow conditions.

Aus dem Stand der Technik sind diverse Vorrichtungen bekannt, mit deren Hilfe eine Strömung in Flüssigkeiten erzeugt wird, um rheologische Untersuchungen, insbesondere die Messung der Viskosität, durchzuführen. So zeigen beispielsweise DE 34 90 625 T1 und US 3 803 903 Vorrichtungen bestehend aus einem äußeren und einem inneren Zylinder mit einem dazwischen befindlichen, zur Aufnahme des zu untersuchenden Mediums vorgesehenen Ringspalt. Während der Untersuchung wird zumindest einer der beiden Zylinder in Rotation versetzt und das zur Aufrechterhaltung der im Medium erzeugten Strömung notwendige, auf den angetrieben Zylinder wirkende Drehmoment dazu herangezogen, rheologisch charakteristische Kennwerte, wie beispielsweise die Viskosität des Mediums, zu bestimmen.Various devices are known from the prior art, with the aid of which a flow in liquids is generated in order to carry out rheological investigations, in particular the measurement of the viscosity. For example, show DE 34 90 625 T1 and US 3,803,903 Devices comprising an outer and an inner cylinder with an interposed, provided for receiving the medium to be examined annular gap. During the examination, at least one of the two cylinders is set in rotation and the torque required to maintain the flow generated in the medium, acting on the driven cylinder, is used to determine rheologically characteristic characteristics, such as the viscosity of the medium.

Eine ähnliche Vorrichtung ist aus der DE 36 30 565 A1 bekannt geworden, bei der der äußere Zylinder von einem Motor angetrieben wird und abhängig von der Viskosität des im Ringspalt zwischen beiden Zylindern befindlichen Mediums den inneren, frei drehbaren Zylinder in Rotation versetzt. Die Drehgeschwindigkeit des inneren Zylinders dient dabei zur Bestimmung der Viskosität des Mediums im Ringspalt.A similar device is from the DE 36 30 565 A1 become known, in which the outer cylinder is driven by a motor and, depending on the viscosity of the medium located in the annular gap between the two cylinders, the inner, freely rotatable cylinder in rotation. The rotational speed of the inner cylinder serves to determine the viscosity of the medium in the annular gap.

All diesen Vorrichtungen ist gemein, dass die in ihnen erzeugten Strömungen sowohl einen Dehnungs- als auch einen Rotationsanteil besitzen. In zahlreichen industriellen Prozessen – wie beispielsweise beim Faserspinnen, der Extrusion oder dem Spritzgießen – spielen jedoch häufig reine Dehnungsströme eine Rolle oder die Strömungen werden zumindest durch den Dehnungsanteil an der Strömung dominiert, der zu einem hohen Grad an Orientierung und hohen Spannungen in komplexen Flüssigkeiten führt. So führen Dehnungsströmungen bei Lösungen hochmolekularer linearer Polymere zur Streckung der Makromoleküle, die mit einer im Vergleich zu rotationsdominierten Strömungen erheblich erhöhten Viskosität einhergeht.Alles These devices have in common that the currents generated in them have both a stretch and a rotation share. In numerous industrial processes - such as in fiber spinning, extrusion or injection molding - play however, pure strain currents often play a role or the currents are at least due to the expansion component dominated by the flow leading to a high degree of orientation and high voltages in complex fluids. So lead expansion flows in solutions high molecular weight linear polymers for extending the macromolecules, those with a flow-dominated flow associated with significantly increased viscosity.

Die mit diesen bekannten Vorrichtungen ermittelten rheologischen Eigenschaften sind daher für derartige Prozesse in der Regel wenig aussagekräftig, da der Einfluss der Rotation nicht einfach kompensiert werden kann.The rheological properties determined with these known devices are therefore not very meaningful for such processes, because the influence of the rotation can not be easily compensated.

Neben den klassischen Rheometern sind aus dem Stand der Technik auch einzelne Vorrichtungen bekannt, mit deren Hilfe gezielt reine Dehnungsströmungen erzeugt werden. So beschreibt die DE 601 21 816 T2 ein Rheometer mit sich kreuzenden Zu- und Abflusskanälen, in denen ein oszillierender Wechselstrom erzeugt wird. Dabei wird jedoch lediglich in einem Stagnationspunkt in der Mitte der sich kreuzenden Kanäle ein reiner Dehnungsfluss erzeugt. Abseits dieses Punktes ist der Strömung immer ein Rotationsanteil überlagert.In addition to the classical rheometers individual devices are known from the prior art, with the help of targeted pure expansion flows are generated. That's how it describes DE 601 21 816 T2 a rheometer with intersecting inflow and outflow channels, in which an oscillating alternating current is generated. However, only in a stagnation point in the middle of the intersecting channels a pure strain flow is generated. Apart from this point, the flow is always superimposed on a rotation component.

Aus der US 5 357 784 ist ein System bekannt, bei dem das zu untersuchende Medium durch einen Kanal mit hyperbolischer bzw. semihyperbolischer Geometrie geleitet wird und die Dehnungsviskosität unter Zuhilfenahme der auftretenden Druckdifferenz ermittelt werden kann. Dieses System ist jedoch auf geometrieabhängige Dehnungsraten festgelegt, die nur durch eine Veränderung der Kanalgeometrie entsprechend variiert werden können.From the US 5,357,784 a system is known in which the medium to be examined is passed through a channel with hyperbolic or semihyperbolic geometry and the expansion viscosity can be determined with the aid of the pressure difference occurring. However, this system is set to geometry-dependent strain rates, which can only be varied by changing the channel geometry.

Andere Systeme, wie beispielsweise die aus der FR 2 874 089 bekannte Vorrichtung, sind zwar für die Messung der Dehnungsviskosität von Polymerschmelzen und Elastomeren gedacht, für Messungen an Flüssigkeiten jedoch vollkommen ungeeignet.Other systems, such as those from the FR 2 874 089 Although known devices are intended for the measurement of the extensional viscosity of polymer melts and elastomers, for measurements on liquids, however, completely unsuitable.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist demgegenüber ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung einer reinen Dehnungsströmung sowie deren Verwendung zur Bestimmung der rheologischen Eigenschaften einer Flüssigkeit.object In contrast, the present invention is a method and a device for generating a pure expansion flow and their use for determining the rheological properties a liquid.

Insbesondere zielt die Erfindung dabei darauf ab, eine nicht nur – wie aus dem Stand der Technik bekannt – punktuelle, sondern räumlich ausgedehnte, reine Dehnungsströmung zu erzeugen, wobei die Dehnungsraten frei eingestellt und zeitlich konstant oder variabel sein können.Especially The invention aims at not only - such as known from the prior art - punctual, but spatially extended, pure expansion flow to generate, with the strain rates set freely and in time can be constant or variable.

Diese Aufgabe wird mittels eines Taylor-Couette-Systems, ähnlich den aus den Schriften DE 34 90 625 T1 und US 3 803 903 bekannten Systemen, gelöst. Im Gegensatz zu den aus dem Stand der Technik bekannten Systemen werden erfindungsgemäß jedoch beide Zylinder in Rotation um die gemeinsame Achse versetzt, wobei ihre Rotationsfrequenzen derart aufeinander abgestimmt sind, dass sich in dem im Ringspalt zwischen beiden Zylindern befindlichen Medium eine rotationsfreie, homogene Dehnungsströmung einstellt.This task is done by means of a Taylor Couette system, similar to that from the writings DE 34 90 625 T1 and US 3,803,903 known systems, solved. In contrast to the known from the prior art systems according to the invention, however, both cylinders are set in rotation about the common axis, with their rotational frequencies are coordinated so that in the annular gap between Both mediums located medium setting a rotation-free, homogeneous expansion flow.

Durch die Messung des Drehmoments, das nötig ist, um die Strömung aufrecht zu erhalten, lassen sich die Spannungen in der Flüssigkeit und damit auch ihre Viskosität bestimmen.By the measurement of the torque needed to control the flow To maintain the tension in the liquid and thus determine their viscosity.

Im folgenden soll die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels und der dazugehörigen Zeichnung näher erläutert werden.in the The following is the invention with reference to an embodiment and the accompanying drawing explained in more detail become.

1 zeigt ein Taylor-Couette-System mit einem ersten Zylinder 1 und einem zweiten, hohlen Zylinder 2, die beide koaxial zur gemeinsamen Achse 3 ausgerichtet sind. Im Ringspalt zwischen den beiden Zylindern befindet sich das zu untersuchende Medium 4, in dem mittels der dargestellten Apparatur eine Dehnungsströmung erzeugt werden soll. 1 shows a Taylor Couette system with a first cylinder 1 and a second, hollow cylinder 2 both coaxial with the common axis 3 are aligned. In the annular gap between the two cylinders is the medium to be examined 4 in which an expansion flow is to be generated by means of the illustrated apparatus.

Der erste Zylinder 1 verfügt über eine Antriebswelle 11, die ihrerseits über ein Antriebssystem mit einem Getriebe 12 und einem Motor 13 in Rotation gesetzt wird. Der zweite Zylinder 2 wird ebenfalls über seine Antriebswelle 21 von einem Antriebssystem mit einem Getriebe 22 und einem Motor 23 in Rotation versetzt.The first cylinder 1 has a drive shaft 11 , in turn, via a drive system with a gearbox 12 and a motor 13 is set in rotation. The second cylinder 2 is also powered by its drive shaft 21 from a drive system with a transmission 22 and a motor 23 set in rotation.

Beide Motoren 13 und 23 sind dabei mit einem gemeinsamen Steuersystem 5 verbunden, das die Drehzahlen der Motoren und damit die Rotationsfrequenzen Ω1 und Ω2 der beiden Zylinder 1 und 2 steuert.Both engines 13 and 23 are there with a common tax system 5 connected, the rotational speeds of the motors and thus the rotational frequencies Ω 1 and Ω 2 of the two cylinders 1 and 2 controls.

Dabei werden zur Erzielung einer rotationsfreien Strömung in der Flüssigkeit 4 die Rotationsfrequenzen Ω1 und Ω2 derart aufeinander abgestimmt, dass sich die Rotationsfrequenz Ω1 des ersten Zylinders 1 zur Rotationsfrequenz Ω2 des zweiten Zylinders 2 verhält wie der Kehrwert des Quadrats ihrer Radien R1 und R2. Diese Beziehung kann in der folgenden Formel ausgedrückt werden:

Figure 00030001
In this case, to achieve a rotation-free flow in the liquid 4 the rotational frequencies Ω 1 and Ω 2 are matched to one another such that the rotational frequency Ω 1 of the first cylinder 1 to the rotational frequency Ω 2 of the second cylinder 2 behaves like the reciprocal of the square of its radii R 1 and R 2 . This relationship can be expressed in the following formula:
Figure 00030001

Der Nachweis, dass die Erfüllung dieser Bedingung zur Ausbildung einer dehnungsfreien Strömung im Medium 4 führt, kann über Navier-Stokes-Gleichungen für das Geschwindigkeitsprofil ν → zwischen den Zylindern einer Taylor-Couette Zelle erbracht werden.Evidence that the fulfillment of this condition for the formation of a strain-free flow in the medium 4 can be performed via Navier-Stokes equations for the velocity profile ν → between the cylinders of a Taylor-Couette cell.

In Zylinderkoordinaten (r, φ, z) lautet die Gleichung für das Geschwindigkeitsprofil ν → wie folgt:

Figure 00040001
In cylindrical coordinates (r, φ, z), the equation for the velocity profile ν → is as follows:
Figure 00040001

Dabei existiert lediglich für die φ-Richtung eine von Null verschiedene Komponente. Die Geschwindigkeitskomponenten in Richtung der Rotationsachse 3 und in Richtung des Radius r sind konstant Null.There exists only for the φ-direction a non-zero component. The velocity components in the direction of the axis of rotation 3 and in the direction of the radius r are constantly zero.

Für die Rotation der Strömung in Zylinderkoordinaten gilt im betrachteten System der folgende Ausdruck:

Figure 00040002
For the rotation of the flow in cylindrical coordinates, the following expression applies in the considered system:
Figure 00040002

Daraus ergibt sich, dass der Rotationsanteil der Strömung durch Ω ausgedrückt wird. Die Geschwindigkeitskomponente der Strömung kann damit in einen Rotationsanteil und einen Dehnungsanteil zerlegt werden und es gilt:

Figure 00040003
As a result, the rotation rate of the flow is expressed by Ω. The velocity component of the flow can thus be decomposed into a rotation component and a strain component and the following applies:
Figure 00040003

Für die Bewegung der Flüssigkeit zwischen den Zylindern gibt es zwei Grenzfälle:

  • 1. Fall: Ω1 = Ω2 = Ω0 ⇒ s = 0, Ω = Ω0 Die Flüssigkeit rotiert in diesem Fall als „starrer Körper” mit der Drehfrequenz der Zylinder. Dabei besitzt die Strömung keinen Dehnungsanteil.
  • 2. Fall:
    Figure 00040004
    ⇒ Ω = 0 ⇒ rot(ν →) = 0 Die Strömung ist also in diesem der Erfindung zugrunde liegenden Fall rotationsfrei. Somit handelt es sich dabei um eine reine Dehnungsströmung.
There are two limiting cases for the movement of the liquid between the cylinders:
  • 1st case: Ω 1 = Ω 2 = Ω 0 ⇒ s = 0, Ω = Ω 0 The liquid in this case rotates as a "rigid body" with the rotational frequency of the cylinders. The flow has no expansion component.
  • 2nd case:
    Figure 00040004
    ⇒ Ω = 0 ⇒ red (ν →) = 0 The flow is thus rotation-free in this case on which the invention is based. Thus, it is a pure expansion flow.

Figure 00050001
Figure 00050001

Der Gradiententensor der Geschwindigkeit in zylindrischen Koordinaten lautet:

Figure 00050002
The gradient tensor of velocity in cylindrical coordinates is:
Figure 00050002

Für die Dehnungsrate ε .(r) der Strömung gilt als Funktion des Radius r:

Figure 00050003
For the strain rate ε. (R) of the flow, the following applies as a function of the radius r:
Figure 00050003

Die Dehnungsrate dieser Strömung ist zwar noch vom Radius r abhängig, die maximale Abweichung vom Mittelwert der Dehnungsraten über den Ringspalt kann jedoch über das Verhältnis der Zylinderradien optimiert werden.The Strain rate of this flow is still of the radius r dependent, the maximum deviation from the mean of the strain rates over However, the annular gap can be about the ratio the cylinder radii are optimized.

Dabei gilt für die mittleren Dehnungsrate

Figure 00050004
Figure 00050005
The mean strain rate applies here
Figure 00050004
Figure 00050005

Werden die Zylinderradien beispielsweise mit R1 = 19 mm und R2 = 20 mm gewählt, so ergibt sich für die Abweichungen vom Mittelwert folgende Beziehung:

Figure 00060001
If the cylinder radii are selected, for example, with R 1 = 19 mm and R 2 = 20 mm, the following relationship results for the deviations from the mean value:
Figure 00060001

Die Abweichung beträgt also maximal 5,3%.The Deviation is therefore a maximum of 5.3%.

Für die Erzeugung einer Dehnungsströmung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die beiden Rotationsfrequenzen für eine vorgegebene mittlere Dehnungsrate nach den Gleichungen (1) und (2) bestimmt.For the generation of an expansion flow according to the invention Procedures are the two rotation frequencies for one predetermined mean strain rate according to equations (1) and (2) certainly.

In der in der Abbildung dargestellten Ausführungsform geschieht dies automatisch durch die Steuervorrichtung 5, in die lediglich die Dehnungsrate eingegeben wird. Alternativ wäre es jedoch auch denkbar, dass eine Rotationsfrequenz an der Steuervorrichtung eingestellt wird und diese dann lediglich die zweite Rotationsfrequenz mittels Gleichung (1) ermittelt.In the embodiment shown in the figure, this is done automatically by the control device 5 into which only the strain rate is entered. Alternatively, however, it would also be conceivable for a rotational frequency to be set on the control device, and this then determines only the second rotational frequency by means of equation (1).

In jedem Fall gibt die Steuervorrichtung 5 dann ein Signal an die Motoren 13 und 23, so dass die beiden Zylinder 1 und 2 mit den entsprechenden Rotationsfrequenzen Ω1 und Ω2 in Drehung versetzt werden.In any case, the control device gives 5 then a signal to the motors 13 and 23 so the two cylinders 1 and 2 with the corresponding rotational frequencies Ω 1 and Ω 2 are set in rotation.

Es ist offensichtlich, dass die Dehnungsrate abhängig von den gewünschten Testbedingungen entweder konstant oder als Funktion der Zeit gewählt werden kann. Für den letzteren Fall kommen zeitlich periodische Funktionen (Sinusfunktion, Sägezahnfunktion, ...), aber auch nicht periodische Funktionen in Frage.It it is obvious that the strain rate depends on the desired test conditions either constant or can be chosen as a function of time. For the latter case involves temporally periodic functions (sine function, Sawtooth function, ...), but also non-periodic functions in question.

In vorteilhafter Ausführungsform ist in diesem Fall die Steuervorrichtung 5 dann derart ausgestaltet, dass die Dehnungsrate als Funktion der Zeit in die Steuervorrichtung eingegeben bzw. programmiert werden kann.In an advantageous embodiment, the control device is in this case 5 then configured such that the strain rate can be entered or programmed as a function of time in the control device.

In einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform sammelt die Steuervorrichtung ständig Informationsdaten über die Leistungsaufnahme der Motoren 13 und 23. Auf diese Weise ist es möglich, mittels der Drehmomentkonstante der Antriebe das rückwirkende Drehmoment der Flüssigkeit auf die Mantelfläche der Zylinder zu berechnen.In a further advantageous embodiment, the control device constantly collects information about the power consumption of the motors 13 and 23 , In this way it is possible to calculate by means of the torque constant of the drives the retroactive torque of the liquid on the lateral surface of the cylinder.

Für das am ersten Zylinder wirkende Drehmoment M1 gilt folgende Beziehung:

Figure 00070001
wobei τθr(R1) die am ersten Zylinder wirkende Spannung und l die Höhe der Zylinder wirkenden Flüssigkeitssäule im System ist.For the torque M 1 acting on the first cylinder, the following relationship applies:
Figure 00070001
where τ θr (R 1 ) is the voltage acting on the first cylinder and l is the height of the cylinder acting liquid column in the system.

Aus dieser und der Beziehung für die Dehnungsviskosität ηθ

Figure 00070002
lässt sich also über das Drehmoment, die Geometrie der Vorrichtung und die Dehnungsrate unmittelbar die Dehnungsviskosität ηθ ermitteln.From this and the relationship for the strain viscosity η θ
Figure 00070002
can therefore be on the torque, the geometry of the device and the strain rate directly determine the strain viscosity η θ .

In bevorzugter Ausführungsform der in der Abbildung dargestellten Vorrichtung geschieht dies in einer in der Steuervorrichtung 5 vorgesehenen Auswerteeinheit 6.In a preferred embodiment of the device shown in the figure, this is done in one in the control device 5 intended evaluation unit 6 ,

Da das zur Erzeugung der reinen Dehnungsströmung notwendige Verhältnis der Rotationsfrequenzen Ω1 und Ω2 allein vom Verhältnis der Radien der Zylinder abhängt, ist es in Abweichung von der in der Abbildung dargestellten Ausführungsform der Vorrichtung auch möglich, beide Zylinder über ein gemeinsames, ein Getriebe und einen Motor umfassendes Antriebssystem anzutreiben. In diesem Fall wird das Verhältnis der Rotationsfrequenzen durch die mechanische Konfiguration der dann notwendigen zwei Abtriebe des Getriebes eingestellt, so dass die variable Drehzahl des Motors lediglich in zwei zueinander in festem Verhältnis stehende Abtriebsdrehzahlen umgesetzt wird.Since the ratio of the rotational frequencies Ω 1 and Ω 2, which is necessary for generating the pure expansion flow, depends solely on the ratio of the radii of the cylinders, it is also possible, in deviation from the embodiment of the device shown in the drawing, to use both a cylinder and a transmission To drive an engine comprehensive drive system. In this case, the ratio of the rotational frequencies is set by the mechanical configuration of the then necessary two outputs of the transmission, so that the variable speed of the engine is converted into only two mutually fixed output speeds.

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Claims (12)

Verfahren zur Erzeugung einer Dehnungsströmung eines Fluids (4) mit einer vorgegebenen Dehnrate, bei welchem das Fluid (4) in den Ringspalt zwischen der Außenwand eines ersten, kleineren Zylinders (1) und der Innenwand eines zum ersten Zylinder (1) koaxialen, zweiten, größeren Zylinders (2) eingebracht wird, der erste Zylinder (1) mit einer ersten Drehfrequenz (Ω1) um die gemeinsame Achse (3) in Rotation versetzt wird, der zweite Zylinder (2) mit einer zweiten Drehfrequenz (Ω2) um die gemeinsame Achse (3) in Rotation versetzt wird, und sich die erste Drehfrequenz (Ω1) zur zweiten Drehfrequenz (Ω2) verhält wie das Quadrat des Innenradius (R2) des zweiten Zylinders (2) zum Quadrat des Außenradius (R1) des ersten Zylinders (1).Method for generating an expansion flow of a fluid ( 4 ) at a predetermined rate of expansion at which the fluid ( 4 ) in the annular gap between the outer wall of a first, smaller cylinder ( 1 ) and the inner wall of a first cylinder ( 1 ) coaxial, second, larger cylinder ( 2 ), the first cylinder ( 1 ) with a first rotational frequency (Ω 1 ) about the common axis ( 3 ) is rotated, the second cylinder ( 2 ) with a second rotational frequency (Ω 2 ) about the common axis ( 3 ) is rotated, and the first rotational frequency (Ω 1 ) to the second rotational frequency (Ω 2 ) behaves as the square of the inner radius (R 2 ) of the second cylinder ( 2 ) to the square of the outer radius (R 1 ) of the first cylinder ( 1 ). Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Drehfrequenzen zeitlich (Ω1, Ω2) konstant gehalten werden.Method according to Claim 1, in which the rotational frequencies are kept constant in time (Ω 1 , Ω 2 ). Verfahren nach Anspruch 1, bei welchem die Drehfrequenzen (Ω1, Ω2) eine Funktion der Zeit sind.The method of claim 1, wherein the rotational frequencies (Ω 1 , Ω 2 ) are a function of time. Verfahren nach Anspruch 3, bei welchem die Drehfrequenzen (Ω1, Q2) einer zeitlich periodischen Funktion folgen.Method according to Claim 3, in which the rotational frequencies (Ω 1 , Q 2 ) follow a time-periodic function. Vorrichtung zur Erzeugung einer Dehnungsströmung, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend einen ersten Zylinder (1) mit einem Außenradius (R1), einen zweiten, zum ersten Zylinder (1) koaxial um eine gemeinsame Achse (3) angeordneten Hohlzylinder (2) mit einem im Vergleich zum Außenradius (R1) des ersten Zylinders (1) größeren Innenradius (R2), wobei beide Zylinder (1, 2) zur Rotation um die gemeinsame Achse (3) drehbar gelagert und mit einem Antriebssystem (12, 13, 22, 23) und einem zugehörigen Steuersystem (5) derart verbunden sind, dass die Drehfrequenzen (Ω1, Ω2) der beiden Zylinder (1, 2) abhängig voneinander einstellbar sind.Device for generating an expansion flow, in particular for carrying out the method according to one of the preceding claims, comprising a first cylinder ( 1 ) with an outer radius (R 1 ), a second, to the first cylinder ( 1 ) coaxially about a common axis ( 3 ) arranged hollow cylinder ( 2 ) with one compared to the outer radius (R 1 ) of the first cylinder ( 1 ) larger inner radius (R 2 ), both cylinders ( 1 . 2 ) for rotation about the common axis ( 3 ) and with a drive system ( 12 . 13 . 22 . 23 ) and an associated tax system ( 5 ) are connected such that the rotational frequencies (Ω 1 , Ω 2 ) of the two cylinders ( 1 . 2 ) are adjustable depending on each other. Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher das Antriebssystem (12, 13, 22, 23) aus zwei jeweils einen Zylinder antreibenden Motor-Getriebe-Kombinationen besteht, die vom Steuersystem (5) angesteuert werden.Device according to Claim 5, in which the drive system ( 12 . 13 . 22 . 23 ) consists of two engine-gearbox combinations each driving a cylinder, which are controlled by the control system ( 5 ). Vorrichtung nach Anspruch 5, bei welcher das Antriebssystem (12, 13, 22, 23) aus einer gemeinsamen beide Zylinder antreibenden Motor-Getriebe-Kombination besteht, die vom Steuersystem (5) angesteuert wird.Device according to Claim 5, in which the drive system ( 12 . 13 . 22 . 23 ) consists of a common engine-gearbox combination driving both cylinders, which is controlled by the control system ( 5 ) is driven. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, bei welcher das Steuersystem (5) derart ausgelegt ist, dass es aus einer eingegebenen Dehnungsrate oder einem eingegebenen zeitlichen Verlauf der Dehnungsrate die Drehfrequenzen (Ω1, Ω2) der beiden Zylinder (1, 2) ermittelt und ein entsprechendes Steuersignal an das Antriebssystem (12, 13, 22, 23) weitergibt.Device according to one of Claims 5 to 7, in which the control system ( 5 ) is designed such that, from an input strain rate or an entered time profile of the strain rate, the rotational frequencies (Ω 1 , Ω 2 ) of the two cylinders ( 1 . 2 ) and a corresponding control signal to the drive system ( 12 . 13 . 22 . 23 ) passes on. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, bei welcher das Steuersystem (5) derart ausgelegt ist, dass es für mindestens einen der beiden Zylinder (1, 2) das auf diesen rückwirkende Drehmoment oder eine dafür charakteristische physikalische Größe erfasst.Device according to one of Claims 5 to 8, in which the control system ( 5 ) is designed such that it is suitable for at least one of the two cylinders ( 1 . 2 ) that detects this retroactive torque or a characteristic physical quantity. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei welcher im Steuersystem (5) zusätzlich eine Auswerteeinheit (6) vorgesehen und derart ausgelegt ist, dass sie unter Zuhilfenahme des Drehmoments oder einer dafür charakteristischen physikalischen Größe die Viskosität des Mediums (4) ermittelt.Apparatus according to claim 9, wherein in the control system ( 5 ) additionally an evaluation unit ( 6 ) and is designed such that, with the aid of the torque or a physical variable characteristic of it, the viscosity of the medium ( 4 ). Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10 zur Ermittlung einer rheologischen Kenngröße eines Mediums.Use of the method according to one of the claims 1 to 4 and / or the device according to one of the claims 5 to 10 for determining a rheological parameter a medium. Verwendung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 4 und/oder der Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 10 zur Ermittlung der Viskosität eines Mediums.Use of the method according to one of the claims 1 to 4 and / or the device according to one of the claims 5 to 10 for determining the viscosity of a medium.
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