מכשירים למדידת צמיגות הנוזלים. ויסקומטר סיבובית

צמיגות של נוזלים שונים נמדדומכשירים מיוחדים - ויסקומטר. על פי המאפיינים ואת העיצוב ישנם מספר סוגים של מכשירים אלה. אחד מהם הוא viscometer סיבוב מסוגל להעריך את חדירות של המדיום.

סוגי מכשירים

את המכשירים המשמשים למדידת צמיגות של נוזל ניתן לחלק לשלוש קבוצות גדולות:

• ויסקומטר נימי.

• ויסקומטר מכני.

• ויסקומטר סיבובית.

הבה נשקול כל אחד מהסוגים ביתר פירוט.

מכשירים מכניים

הקטגוריה של ויסקומטרים מכניים מייצגתהוא מספר מכשירים שונים, שהעיקרון שלהם מבוסס על התכונות המכניות של נוזלים. אלה יכולים להיות מטרים של סוגי תהודה, בועות, כדורים. אם שני הסוגים הראשונים משמשים לרוב במעבדה, אז האחרון נמצא בחיי היומיום. עקרון הפעולה שלו מבוסס על גילוי גלילאו.

בתוך המכשיר יש "דוכן" שבוכַּדוּר. לאחר מילוי המכשיר בנוזל, שיש לקבוע את צמיגותו, הכדור נופל. הזמן המדויק שלוקח לכדור ליפול למשטח המגע נמדד. הצמיגות המותנית נקבעת על פני מרווח זמן נתון.

מכשירים מסוג נימי

לצמיג הנימים בעיצובו ישצינור דק בקוטר ידוע. נוזל הבדיקה זורם דרך הצינור הזה. אותו נוזל מועבר גם דרך צינור בקוטר גדול שבתוכו לא נוצר האפקט הנימי. לרוב, נוזל זורם על ידי כוח הכבידה (כלומר, מלמעלה למטה). אבל כמה מכשירים יוצרים לחץ מלאכותי. הזמן שלוקח לנוזל לזרום דרך שני הצינורות נמדד. לאחר מכן, ההפרש שלהם מחושב. ערך הצמיגות יהיה פרופורציונלי לערך ההפרש הזה.

מכשירים מסוג זה הם פשוטים, אבל יש להם גדוליםגדלים. חסרון נוסף הוא שמקדם הצמיגות של הנוזל הנמדד לא יעלה על 12 kPa * s. ערך זה מתאים לנוזלים שזורמים היטב. לא ניתן למדוד במקרה זה נוזלים עבים יותר, או כאלה עם גושים.

מד צמיג סיבובי: איך זה עובד

העיצוב של מטרים מסוג זה הוא גליל עם כדור בפנים. הכדור הפנימי נע במהירות מסוימת בגלל הכונן החשמלי המחובר.

יש רווח בין הגליל לכדור,שמתמלא בנוזל הבדיקה. במקרה זה, ההתנגדות לתנועת הכדור משתנה. במכשירים אלו נמדדת התלות של התנגדות הנוזל ומהירות הסיבוב. פרמטרים אלו נרשמים כתוצאה מהבדיקה.

לא תמיד יש כדור בתוך הגליל.ניתן להחליף אותו בדיסק, קונוס, צלחת או צילינדר אחר. המרחק בין הגוף החיצוני לפנימי הוא כמה מילימטרים על מנת ליצור כוח חיכוך. ערך ההתנגדות נקבע על ידי חיישנים. ככל שהם מוגדרים יותר, כך הערך יהיה מדויק יותר. בהתאם לכך, מחיר המכשיר יעלה.

מד ויסקוטר סיבובי מתאים לנוזלים,מקדם הצמיגות שלו הוא בטווח של אלף למיליוני Pa * s. מהירות הסיבוב של הגוף הפנימי משחקת תפקיד חשוב. דיוק המדידה תלוי בזה. ככל שהמהירות נמוכה יותר, כך המדידה מדויקת יותר. מכשירים עם מהירות סיבוב מינימלית הם מדויקים מאוד, אבל הם גם יקרים.

סוגי ויסקומטרים סיבוביים

עקרון הפעולה של המכשיר שתואר לעיל הוא אופייניעבור מד ויסקוטר ברוקפילד. זהו מכשיר המונה הפשוט ביותר מסוג זה. אבל הגוף הפנימי לא תמיד זז. במקרים מסוימים, הגליל החיצוני מסתובב. לכן מד ויסקומטר סיבובי יכול להיות משני סוגים: עם צילינדר קבוע ומד פיתול.

גוף פנימי של מדי צמיגי פיתולתלוי במרכז על חוט אלסטי. כאשר הגליל החיצוני מסתובב, גם הנוזל הנמדד מתחיל לנוע. כאשר הוא מסתובב, גם הגליל מתפתל. זווית הפיתול של הגליל הפנימי מאוזנת על ידי המומנט של כוחות החיכוך של הנוזל המסתובב.

שגיאת מדידה נובעת מלמטהצילינדר פנימי. מדענים שונים ניסו לפתור בעיה זו בדרכם שלהם. לרוב, החלק התחתון נעשה קעור. בעת מילוי הנוזל, האוויר נשאר בקיעור. זה מפחית את החיכוך בתחתית. המדענים Gatchek, Couette הניחו את הגליל הפנימי בטבעות הגנה. זה הפחית את המערבולת של הקצוות שלו. וולורוביץ' השתמש בגליל גבוה אך צר. במקרה זה, השגיאה עקב התחתית הפכה לחסרת חשיבות. מספר מדענים השתמשו במכשירים שבהם המרחק בין הצילינדרים היה קטן מאוד. במקרה זה, החלק התחתון של המכשיר לא היה מלא בנוזל.

מד צמיג סיבובי לפי עיצובויש הרבה אפשרויות. אבל תמיד יש לו יתרונות כמו צדדיות, גודל קטן, טעות קטנה ועלות נמוכה. זה הודות למאפיינים אלה כי המכשיר הפך כל כך פופולרי.