Instrumenti za merjenje viskoznosti tekočine. Rotacijski viskozimetr

Viskoznost različnih tekočin se meri s posebnimi napravami - viskozimetri. Glede na značilnosti in oblikovanje se razlikuje več vrst teh naprav. Eden od njih je rotacijski viskozimeter, ki lahko oceni prepustnost medija.

Vrste naprav

Instrumenti za merjenje viskoznosti tekočine se navadno razdelijo v tri velike skupine:

• Kapilarni viskozimetr.
• Mehanski viskozimetr.
• Rotacijski viskozimetr.

Razmislite o vsaki vrsti podrobneje.

Mehanske naprave

Kategorija mehanskih viskozimetrov je cela vrsta različnih instrumentov, katerih princip delovanja temelji na mehanskih lastnostih tekočin. Lahko je resonanca, mehurček, merilniki tipa žoge. Če se najpogosteje uporabljata prva dva tipa v laboratoriju, slednje najdemo v vsakdanjem življenju. Njegovo delo temelji na odkritju Galilea.

V notranjosti naprave je "kabina", kjer se nahaja žoga. Po polnjenju naprave s tekočino, katere viskoznost je treba določiti, se krogla pade. Izmeri se točen čas, potreben za spuščanje kroglice na kontaktno ploščico. Pogojna viskoznost je določena v tem časovnem intervalu.

Naprave kapilarne vrste

Kapilarni viskozimeter ima v svoji zasnovi tanko cev z znanim premerom. Preskusna tekočina teče skozi to cev. Enako tekočino se sprošča tudi skozi cev z velikim premerom, znotraj katerega ni ustvarjeno kapilarni učinek. Najpogosteje tekočina teče pod silo gravitacije (to je od zgoraj navzdol). Toda nekatere naprave ustvarjajo umetni pritisk. Merjenje časa, za katerega tekočina teče skozi obe cevi. Nato izračunajte njihovo razliko. Vrednost viskoznosti bo sorazmerna z vrednostjo te razlike.

Instrumenti te vrste so preprosti, vendar so veliki. Druga pomanjkljivost je, da koeficient viskoznosti merjene tekočine ne sme presegati 12 kPa * s. Ta vrednost ustreza tekočinam, ki dobro potekajo. V tem primeru ni mogoče meriti bolj gostih tekočin ali s kepicami.

Rotacijski viskozimetr: princip delovanja

Konstrukcija merilnih naprav te vrste je valj, v katerega je nameščena krogla. Notranja kroglica se premika z določeno hitrostjo zaradi priključenega električnega pogona.

Med cilindrom in kroglo ostane prostor, ki je napolnjen z raziskano tekočino. V tem primeru se odpornost na gibanje krogle spremeni. V teh instrumentih je ravno odvisnost odpornosti tekočine in hitrosti vrtenja. Ti parametri so določeni kot rezultat preskusa.

V valju ni vedno krogle. Zamenja jo lahko z diskom, stožcem, ploščo ali drugim cilindrom. Razdalja med zunanjim in notranjim telesom je več milimetrov za ustvarjanje trenja. Vrednost odpornosti določajo senzorji. Bolj ko so nameščeni, bolj natančna bo vrednost. V skladu s tem se bo cena naprave povečala.

Rotacijski viskozimeter je primeren za tekočine, koeficient viskoznosti ki je v razponu od tisočih do milijonov Pa * s. Hitrost vrtenja notranjega telesa igra pomembno vlogo. Točnost meritev je odvisna od tega. Čim nižja je hitrost, bolj natančno merjenje. Instrumenti z najmanjšo hitrostjo kotne rotacije so zelo natančni, vendar so dragi.

Vrste rotacijskih viskozimetrov

Zgornje načelo delovanja naprave je značilno za Brookfieldovega viskozimetra. To je najpreprostejša naprava te vrste. Toda notranje telo se ne premika vedno. V nekaterih primerih se zunanji valj vrti. Zato je lahko rotacijski viskozimetor dveh tipov: s fiksnim cilindrom in torzijskimi merilniki.

Notranje telo torzijskih viskozimetrov je v sredini pritrjeno z elastičnim navojem. Ko se vrti zunanji valj, se izmerjena tekočina začne premikati. Ko se vrti, se tudi valja obrača. Kot zvijanja notranjega valja se uravnava z vrtilnim momentom sile trenja rotirajoče tekočine.

Napaka pri merjenju je posledica dna notranjega valja. Različni znanstveniki so to težavo rešili na svoj način. Najpogosteje je bil dno konkavni. Pri polnjenju tekočine v konkavnosti zrak ostane. Tako se zmanjša trenje proti dnu. Znanstveniki Gatchek, Couette notranji cilinder postavljeni v varnostne obroče. To je zmanjšalo turbulenco svojih koncev. Volorovich je uporabil visok, vendar ozek valj. Vendar je napaka zaradi dna postala zanemarljiva. Številni znanstveniki so uporabljali instrumente, v katerih je bila razdalja med valji zelo majhna. Hkrati pa na dnu naprave ni bila napolnjena s tekočino.

Rotacijski viskozimetor ima veliko možnosti za njegovo zasnovo. Toda vedno ima take prednosti kot vsestranskost, majhnost, majhne napake in nizke stroške. Zaradi teh lastnosti je naprava postala tako priljubljena.