विभिन्न द्रवों की श्यानता मापी जाती हैविशेष उपकरण - विस्कोमीटर। विशेषताओं और डिजाइन के अनुसार, इन उपकरणों के कई प्रकार प्रतिष्ठित हैं। उनमें से एक रोटरी विस्कोमीटर है जो किसी माध्यम की पारगम्यता का आकलन करने में सक्षम है।
उपकरणों की किस्में
तरल की चिपचिपाहट को मापने के लिए उपयोग किए जाने वाले उपकरणों को आमतौर पर तीन बड़े समूहों में विभाजित किया जाता है:
- केशिका विस्कोमीटर।
- यांत्रिक विस्कोमीटर।
- रोटरी विस्कोमीटर।
आइए प्रत्येक प्रकार पर अधिक विस्तार से विचार करें।
यांत्रिकी उपकरण
यांत्रिक विस्कोमीटर की श्रेणी दर्शाती हैकई अलग-अलग उपकरण हैं, जिनका सिद्धांत तरल पदार्थों के यांत्रिक गुणों पर आधारित है। ये गुंजयमान यंत्र, बुलबुले, गेंद के प्रकार के मीटर हो सकते हैं। यदि पहले दो प्रकार सबसे अधिक बार प्रयोगशाला में उपयोग किए जाते हैं, तो दूसरा रोजमर्रा की जिंदगी में पाया जाता है। इसके संचालन का सिद्धांत गैलीलियो की खोज पर आधारित है।
डिवाइस के अंदर एक "बूथ" होता है जहांगेंद। डिवाइस को तरल से भरने के बाद, जिसकी चिपचिपाहट निर्धारित की जानी चाहिए, गेंद गिरती है। गेंद को संपर्क पैड पर गिरने में लगने वाले सटीक समय को मापा जाता है। सशर्त चिपचिपाहट एक निश्चित समय अंतराल पर निर्धारित की जाती है।
केशिका प्रकार के उपकरण
इसके डिजाइन में केशिका विस्कोमीटर हैएक ज्ञात व्यास के साथ एक पतली ट्यूब। इस ट्यूब से टेस्ट फ्लुइड बहता है। उसी तरल को एक बड़े व्यास वाली नली से भी गुजारा जाता है, जिसके अंदर केशिका प्रभाव नहीं बनता है। सबसे अधिक बार, द्रव गुरुत्वाकर्षण द्वारा बहता है (अर्थात ऊपर से नीचे की ओर)। लेकिन कुछ उपकरण कृत्रिम दबाव बनाते हैं। दोनों नलियों से द्रव के प्रवाहित होने में लगने वाले समय को मापा जाता है। इसके बाद, उनके अंतर की गणना की जाती है। श्यानता मान इस अंतर के मान के समानुपाती होगा।
इस प्रकार के उपकरण सरल होते हैं, लेकिन बड़े होते हैंआकार। एक और नुकसान यह है कि मापा तरल का चिपचिपापन गुणांक 12 kPa * s से अधिक नहीं होना चाहिए। यह मान उन तरल पदार्थों से मेल खाता है जो अच्छी तरह से बहते हैं। इस मामले में मोटा तरल पदार्थ, या गांठ वाले लोगों को मापा नहीं जा सकता है।
घूर्णी विस्कोमीटर: यह कैसे काम करता है
इस प्रकार के मीटरों का डिज़ाइन एक सिलेंडर होता है जिसके अंदर एक गोला होता है। कनेक्टेड इलेक्ट्रिक ड्राइव के कारण आंतरिक क्षेत्र एक निश्चित गति से चलता है।
बेलन और गोले के बीच जगह होती है,जो टेस्ट लिक्विड से भरा होता है। इस मामले में, गोले की गति का प्रतिरोध बदल जाता है। इन उपकरणों में, यह तरल के प्रतिरोध और घूर्णन की गति की निर्भरता है जिसे मापा जाता है। ये पैरामीटर परीक्षण के परिणामस्वरूप दर्ज किए जाते हैं।
बेलन के अंदर हमेशा एक गोला नहीं होता है।इसे डिस्क, शंकु, प्लेट या किसी अन्य सिलेंडर से बदला जा सकता है। घर्षण बल बनाने के लिए बाहरी और आंतरिक निकायों के बीच की दूरी कुछ मिलीमीटर है। प्रतिरोध मान सेंसर द्वारा निर्धारित किया जाता है। जितना अधिक वे सेट होते हैं, उतना ही सटीक मान होगा। तदनुसार, डिवाइस की कीमत में वृद्धि होगी।
तरल पदार्थ के लिए उपयुक्त घूर्णी विस्कोमीटर,जिसका चिपचिपापन गुणांक एक हजार से लाखों Pa * s की सीमा में है। आंतरिक शरीर की घूर्णन गति एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। माप सटीकता इस पर निर्भर करती है। गति जितनी कम होगी, माप उतना ही सटीक होगा। न्यूनतम घूर्णी गति वाले उपकरण बहुत सटीक होते हैं, लेकिन वे महंगे भी होते हैं।
रोटरी विस्कोमीटर के प्रकार
ऊपर वर्णित डिवाइस के संचालन का सिद्धांत विशेषता हैब्रुकफील्ड विस्कोमीटर के लिए। यह इस प्रकार का सबसे सरल मीटर उपकरण है। लेकिन भीतर का शरीर हमेशा हिलता नहीं है। कुछ मामलों में, बाहरी सिलेंडर घूमता है। इसीलिए घूर्णी विस्कोमीटर दो प्रकार का हो सकता है: एक निश्चित सिलेंडर और मरोड़ मीटर के साथ।
मरोड़ विस्कोमीटर का आंतरिक शरीरएक लोचदार धागे पर केंद्र में निलंबित। जब बाहरी सिलेंडर घूमता है, तो मापा तरल भी चलना शुरू हो जाता है। जब यह घूमता है तो सिलेंडर भी मुड़ जाता है। आंतरिक सिलेंडर का मोड़ कोण घूर्णन द्रव के घर्षण बलाघूर्ण द्वारा संतुलित किया जाता है।
माप त्रुटि नीचे से उत्पन्न होती हैभीतरी सिलेंडर। विभिन्न वैज्ञानिकों ने इस समस्या को अपने-अपने तरीके से हल करने का प्रयास किया है। सबसे अधिक बार, नीचे को अवतल बनाया गया था। द्रव भरते समय हवा अवतल में रहती है। यह नीचे के खिलाफ घर्षण को कम करता है। वैज्ञानिक Gatchek, Couette ने आंतरिक सिलेंडर को गार्ड रिंग में रखा। इससे इसके सिरों की अशांति कम हो गई। वोलोरोविच ने एक लंबे लेकिन संकीर्ण सिलेंडर का इस्तेमाल किया। इस मामले में, नीचे के कारण त्रुटि नगण्य हो गई। कई वैज्ञानिकों ने ऐसे उपकरणों का इस्तेमाल किया जिनमें सिलेंडरों के बीच की दूरी बहुत कम थी। इस मामले में, डिवाइस का निचला भाग तरल से नहीं भरा था।
इसके डिजाइन द्वारा घूर्णी विस्कोमीटरबहुत सारे विकल्प हैं। लेकिन इसमें हमेशा बहुमुखी प्रतिभा, छोटे आकार, छोटी त्रुटि और कम लागत जैसे फायदे होते हैं। इन विशेषताओं के लिए धन्यवाद, डिवाइस इतना लोकप्रिय हो गया है।
