Viskositeten til ulike væsker måles med spesielle enheter - viskosimeter. I henhold til egenskapene og designen skilles flere typer av disse enhetene ut. En av dem er et rotasjonsviskosimeter som er i stand til å vurdere permeabiliteten til et medium.
Utvalg av apparater
Instrumenter som brukes til å måle viskositeten til en væske er vanligvis delt inn i tre store grupper:
Kapillærviskosimeter
Mekanisk viskosimeter
Rotasjonsviskosimeter
La oss vurdere hver av artene mer detaljert.
Mekaniske enheter
Kategorien mekaniske viskosimeter er en rekke forskjellige instrumenter basert på væskers mekaniske egenskaper. Disse kan være resonans-, boble-, balltypemålere. Hvis de to første typene oftest brukes i laboratoriet, er sistnevnte funnet i hverdagen. Driftsprinsippet er basert på oppdagelsen av Galileo.
Inne i enheten er det en "bås" hvor ballen er plassert. Etter å ha fylt enheten med væske,hvis viskositet skal bestemmes, faller kulen. Den nøyaktige tiden det tar for ballen å falle til kontaktområdet måles. Den betingede viskositeten bestemmes av dette tidsintervallet.
enheter av kapillærtype
Kapillærviskosimeteret i sin design har et tynt rør med kjent diameter. Testvæsken strømmer gjennom dette røret. Den samme væsken føres også gjennom et rør med stor diameter, inne i hvilket det ikke skapes noen kapillæreffekt. Oftest strømmer væsken under tyngdekraften (dvs. fra topp til bunn). Men i noen enheter skapes kunstig trykk. Tiden det tar før væsken strømmer ut av begge rørene måles. Deretter beregnes forskjellen deres. Viskositetsverdien vil være proporsjonal med verdien av denne forskjellen.
Enheter av denne typen er enkle, men store. En annen ulempe er at viskositeten til den målte væsken ikke bør overstige 12 kPas. Denne verdien tilsvarer væsker som flyter godt. Tykkere væsker, eller de med klumper, kan ikke måles i dette tilfellet.
Rotasjonsviskosimeter: operasjonsprinsipp
Utformingen av målere av denne typen er en sylinder, inne i hvilken en kule er plassert. Den indre sfæren beveger seg med en viss hastighet på grunn av den tilkoblede elektriske stasjonen.
Det er et mellomrom mellom sylinderen og kulen, som er fylt med den undersøkte væsken. I dette tilfellet endres motstanden mot sfærens bevegelse. I disse enhetene er det nettopp avhengigheten av motstanden som målesvæske og rotasjonshastighet. Disse parameterne er fikset som et resultat av testen.
Det er ikke alltid en kule inne i en sylinder. Den kan erstattes av en skive, en kjegle, en plate eller en annen sylinder. Avstanden mellom ytre og indre kropp er noen få millimeter for å skape en friksjonskraft. Motstandsverdien bestemmes av sensorer. Jo mer de er satt, jo mer nøyaktig vil verdien være. Følgelig vil prisen på enheten øke.
Rotasjonsviskosimeteret er egnet for væsker hvis viskositet varierer fra tusen til millioner av Pas. Rotasjonshastigheten til den indre kroppen spiller en viktig rolle. Det avhenger av nøyaktigheten av målingen. Jo langsommere hastighet, desto mer nøyaktig er målingen. Instrumenter med minimum rotasjonshastighet er veldig nøyaktige, men de er også dyre.
Typer av rotasjonsviskosimeter
Prinsippet for driften av enheten beskrevet ovenfor er typisk for Brookfield viskosimeteret. Dette er den enkleste måleren av denne typen. Men den indre kroppen beveger seg ikke alltid. I noen tilfeller roterer den ytre sylinderen. Derfor kan rotasjonsviskosimeteret være av to typer: med fast sylinder og torsjonsmålere.
Den indre delen av torsjonsviskosimeter er opphengt i midten på en elastisk tråd. Når den ytre sylinderen roterer, begynner også væsken som måles å bevege seg. Når den roterer, vrir sylinderen seg også. Vrivinkelen til den indre sylinderen balanseres av friksjonsmomentet til den roterende væsken.
Målefeil oppstår på grunn av bunnen av den indre sylinderen. Ulike forskere har forsøkt å løse dette problemet på sin egen måte. Oftest ble bunnen laget konkav. Når du fyller væsken, blir det igjen luft i konkavitet. Dette reduserer friksjonen på bunnen. Forskerne Gatchek, Kuett plasserte den indre sylinderen i beskyttende ringer. Dette reduserte turbulensen i endene. Volorovich brukte en høy, men smal topplue. I dette tilfellet ble feilen på grunn av bunnen ubetydelig. En rekke forskere brukte instrumenter der avstanden mellom sylindrene var veldig liten. Samtidig var ikke bunnen av enheten fylt med væske.
Rotasjonsviskosimeter i sin design har mange alternativer. Men det har alltid fordelene med allsidighet, liten størrelse, liten feil og lave kostnader. Det er takket være disse egenskapene at enheten har blitt så populær.
