Измерва се вискозитетът на различни течностиспециални устройства - вискозиметри. По характеристики и дизайн се отличават няколко вида тези устройства. Един от тях е ротационен вискозиметър, способен да оцени пропускливостта на средата.
Видове устройства
Устройствата, използвани за измерване на вискозитета на течност, обикновено се разделят на три големи групи:
- Капилярен вискозиметър.
- Механичен вискозиметър.
- Ротационен вискозиметър
Разгледайте всеки от видовете по-подробно.
Механични устройства
Категорията на механичните вискозиметри представляваредица различни устройства, чийто принцип се основава на механичните свойства на течностите. Тя може да бъде метри от резонанс, балони, топки. Ако първите два вида се използват най-често в лабораторията, тогава последният се среща в ежедневието. Неговият принцип на работа се основава на откриването на Галилей.
Вътре в устройството има "кабина", къдетотопка. След напълване на устройството с течност, чийто вискозитет трябва да се определи, топката пада. Измерва се точното време, необходимо за пускане на топката до контактната подложка. Конвенционалният вискозитет се определя от даден интервал от време.
Капилярни устройства
Капилярният вискозиметър в своя дизайн иматънка тръба с известен диаметър. Тестовата течност тече през тази тръба. Същата течност се допуска и през тръба с голям диаметър, вътре в която не се създава капилярен ефект. Най-често течността тече под гравитацията (т.е. отгоре надолу). Но в някои устройства се създава изкуствено налягане. Измерва се времето, необходимо за течността на течността през двете епруветки. След това се изчислява разликата им. Стойността на вискозитета ще бъде пропорционална на стойността на тази разлика.
Устройствата от този тип са прости, но имат големиразмери. Друг недостатък е, че коефициентът на вискозитет на измерената течност не трябва да надвишава 12 kPa * s. Тази стойност съответства на течности, които текат добре. По-плътните течности или с бучки не могат да бъдат измерени в този случай.
Ротационен вискозиметър: Принцип на работа
Конструкцията на измервателни уреди от този тип е цилиндър, в който е поставена сфера. Вътрешната сфера се движи с определена скорост поради свързаното електрическо задвижване.
Между цилиндъра и сферата има пространство,която се пълни с тестовата течност. В този случай съпротивата срещу движението на сферата се променя. В тези устройства се измерва именно зависимостта на съпротивлението на течността и скоростта на въртене. Тези параметри се записват в резултат на теста.
Не винаги има сфера вътре в цилиндъра.Може да бъде заменен с диск, конус, плоча или друг цилиндър. Разстоянието между външното и вътрешното тяло е няколко милиметра, за да се създаде триене. Стойността на съпротивлението се определя от сензорите. Колкото повече са инсталирани, толкова по-точна ще бъде стойността. Съответно цената на устройството ще се увеличи.
Ротационният вискозиметър е подходящ за течности,коефициентът на вискозитет в който варира от хиляди до милиони Pa * s. Скоростта на въртене на вътрешното тяло играе важна роля. Точността на измерването зависи от това. Колкото по-ниска е скоростта, толкова по-точно е измерването. Устройствата с минимална скорост на ъглово въртене са много точни, но също така са скъпи.
Видове ротационни вискозиметри
Принципът на действие, описан по-горе, е характеренза вискозиметър Брукфийлд. Това е най-простото устройство от този тип измервателни уреди. Но вътрешното тяло не винаги се движи. В някои случаи външният цилиндър се върти. Ето защо въртящият се вискозиметър може да бъде от два вида: с фиксиран цилиндър и торсионни метри.
Вътрешното тяло на торсионни вискозиметриокачени в центъра на еластична нишка. Когато външният цилиндър се върти, измерената течност също започва да се движи. По време на въртенето си цилиндърът също се усуква. Ъгълът на усукване на вътрешния цилиндър се балансира с момента на триене на въртящата се течност.
Грешка в измерването възниква поради дънотовътрешен цилиндър. Различни учени са се опитали да разрешат този проблем по свой начин. Най-често дъното е направено вдлъбнато. При пълнене на течността въздухът остава във вдлъбнатината. По този начин се намалява триенето на дъното. Учените Gatchek, Couette, вътрешният цилиндър беше поставен в предпазен пръстен. Това намали турбулентността на краищата му. Волорович използва висок, но тесен цилиндър. В същото време грешката поради дъното стана незначителна. Редица учени използваха инструменти, при които разстоянието между цилиндрите беше много малко. В този случай дъното на устройството не беше напълнено с течност.
Ротационен вискозиметър в своя дизайнима много възможности. Но винаги има такива предимства като универсалност, малък размер, малка грешка и ниска цена. Благодарение на тези характеристики устройството стана толкова популярно.
