Vâscozitatea diferitelor lichide se măsoară cu dispozitive speciale - vâscozimetre. În funcție de caracteristici și design, se disting mai multe tipuri de aceste dispozitive. Unul dintre ele este un viscozimetru rotativ capabil să evalueze permeabilitatea unui mediu.
Soiuri de aparate
Instrumentele folosite pentru a măsura vâscozitatea unui lichid sunt de obicei împărțite în trei grupuri mari:
Vâscozimetru capilar
Vâscozimetru mecanic
Vâscozimetru rotativ
Să luăm în considerare fiecare dintre specii mai detaliat.
Dispozitive mecanice
Categoria viscozimetrelor mecanice este o gamă de instrumente diferite bazate pe proprietățile mecanice ale lichidelor. Acestea pot fi rezonante, cu bule, de tip bile. Dacă primele două tipuri sunt cel mai des folosite în laborator, atunci acestea din urmă se găsesc în viața de zi cu zi. Principiul său de funcționare se bazează pe descoperirea lui Galileo.
În interiorul dispozitivului există o „cabină” unde se află mingea. După umplerea dispozitivului cu lichid,a cărui vâscozitate urmează să fie determinată, mingea scade. Se măsoară timpul exact necesar pentru ca mingea să cadă în zona de contact. Vâscozitatea condiționată este determinată de acest interval de timp.
Dispozitive de tip capilar
Vâscozimetrul capilar din designul său are un tub subțire cu un diametru cunoscut. Fluidul de testare curge prin acest tub. Același lichid este trecut și printr-un tub cu diametru mare, în interiorul căruia nu se creează efect capilar. Cel mai adesea, fluidul curge sub forța gravitației (adică de sus în jos). Dar în unele dispozitive se creează presiune artificială. Se măsoară timpul necesar pentru ca lichidul să curgă din ambele tuburi. Apoi, se calculează diferența lor. Valoarea vâscozității va fi proporțională cu valoarea acestei diferențe.
Dispozitivele de acest tip sunt simple, dar mari. Un alt dezavantaj este că vâscozitatea lichidului măsurat nu trebuie să depășească 12 kPas. Această valoare corespunde lichidelor care curg bine. Lichidele mai groase sau cele cu bulgări nu pot fi măsurate în acest caz.
Vâscozimetru rotativ: principiu de funcționare
Designul contoarelor de acest tip este un cilindru, în interiorul căruia este plasată o sferă. Sfera interioară se mișcă cu o anumită viteză datorită acționării electrice conectate.
Între cilindru și sferă există un spațiu, care este umplut cu lichidul investigat. În acest caz, rezistența la mișcarea sferei se modifică. În aceste dispozitive, tocmai dependența rezistenței este măsuratăfluid și viteza de rotație. Acești parametri sunt remediați ca rezultat al testului.
Nu există întotdeauna o sferă în interiorul unui cilindru. Poate fi înlocuit cu un disc, un con, o placă sau un alt cilindru. Distanța dintre corpul exterior și interior este de câțiva milimetri pentru a crea o forță de frecare. Valoarea rezistenței este determinată de senzori. Cu cât sunt setate mai multe, cu atât valoarea va fi mai precisă. În consecință, prețul dispozitivului va crește.
Vâscozimetrul rotativ este potrivit pentru lichide a căror vâscozitate variază de la o mie la milioane de Pas. Viteza de rotație a corpului interior joacă un rol important. Depinde de precizia măsurării. Cu cât viteza este mai mică, cu atât măsurarea este mai precisă. Instrumentele cu o rată de rotație minimă sunt foarte precise, dar sunt și costisitoare.
Tipuri de viscozimetre rotative
Principiul de funcționare al dispozitivului descris mai sus este tipic pentru viscozimetrul Brookfield. Acesta este cel mai simplu dispozitiv de măsurare de acest tip. Dar corpul interior nu se mișcă întotdeauna. În unele cazuri, cilindrul exterior se rotește. De aceea, vâscozimetrul rotativ poate fi de două tipuri: cu cilindru fix și contoare de torsiune.
Corpul interior al viscozimetrelor de torsiune este suspendat în centru pe un fir elastic. Când cilindrul exterior se rotește, lichidul măsurat începe și el să se miște. Când se rotește, cilindrul se răsucește și el. Unghiul de răsucire al cilindrului interior este echilibrat de momentul de frecare al fluidului în rotație.
Eroarea de măsurare apare din cauza fundului cilindrului interior. Diverși oameni de știință au încercat să rezolve această problemă în felul lor. Cel mai adesea, fundul a fost făcut concav. La umplerea lichidului, aerul rămâne în concavitate. Acest lucru reduce frecarea de jos. Oamenii de știință Gatchek, Kuett au plasat cilindrul interior în inele de protecție. Acest lucru a redus turbulența capetelor sale. Volorovici folosea o pălărie în altă, dar îngustă. În acest caz, eroarea datorată fundului a devenit nesemnificativă. O serie de oameni de știință au folosit instrumente în care distanța dintre cilindri era foarte mică. În același timp, partea de jos a dispozitivului nu a fost umplută cu lichid.
Vâscozimetrul rotativ în designul său are o mulțime de opțiuni. Dar are întotdeauna avantajele versatilității, dimensiunilor mici, erorilor mici și costurilor reduse. Datorită acestor caracteristici, dispozitivul a devenit atât de popular.
