Pentru a măsura vâscozitatea diferitelor lichide, se utilizează un viscozimetru rotativ și alte instrumente pentru a evalua permeabilitatea mediului. Dimensiunile sunt supuse atât vâscozității dinamice cât și cinematice a diferitelor substanțe curente și chiar a gazelor.
Soiuri de viscozimetri
Viscozimetria utilizează următoarele tipuri de instrumente:
- Dispozitive capilare. De obicei echipat cu un timer de înaltă precizie, principiul de funcționare este asociat cu fixarea timpului de curgere a lichidului printr-un tub subțire cu un diametru cunoscut. Un tub larg este situat lângă care lichidul se mișcă fără efect capilar. De regulă, debitul de pe ambele tuburi are loc sub influența gravitației (adică duzele de ieșire sunt situate în partea de jos a rezervorului), dar este, de asemenea, posibilă injectarea presiunii în mod artificial. Viscozitatea măsurată prin vâscozimetrele capilare este exact proporțională cu diferența de viteză a fluxului de mediu prin conducta capilară și ramificația largă. Aceste dispozitive sunt relativ simple, dar greoaie. Ele sunt folosite cu succes pentru a măsura coeficienții de vâscozitate de la 8-10 μPa ∙ s (care corespund gazelor) la 10-12 kPa ∙ s (fluide). Pentru lichidele vâscoase și amestecurile cu bulgări, măsurarea capilară nu este potrivită - vopseaua sau varful dens de var nu vor curge pur și simplu printr-un tub subțire. Cel mai cunoscut dispozitiv tip capilar este viscozimetrul Ubbelohde.
- Viscozimetre mecanice. Reprezintă un întreg set de dispozitive originale și chiar pline de spirit cu diferite principii de funcționare. De exemplu, contoarele de tip "bubble" funcționează pe baza bulelor de gaze apărute într-un lichid, sunt măsurate nu numai timpul de urcare, ci și traiectoria. Dispozitivele cu sonda vibrator sunt interesante: selectând oscilațiile lamelor sondei, le puteți introduce în rezonanță cu frecvența naturală a mediului. Aceasta îndepărtează atât vâscozitatea, cât și densitatea lichidului. Echipamentul mecanic de tip cu bule și de rezonanță pentru măsurarea vâscozității este utilizat în studii de laborator precise și practic în viața cotidiană nu apare. Dispozitivele de clasificare a viscozității mai simple și mai accesibile funcționează pe baza principiului inventat de marele program Galileo. În interiorul containerului cu lichid există un tip de cabină de ascensoare, în care este amplasată o minge regulată. Odată cu căderea acestei mingi, timpul de imersare a acesteia pe tamponul de contact poate fi calculat cu o precizie ridicată, echivalentă cu măsurarea vâscozității mediului. Cel mai faimos dispozitiv "cu bilă" este vâscozimul Heppler.
Cu toate acestea, cea mai mare distribuție datorată erorilor mici, compactării, versatilității și disponibilității bugetare a fost obținută printr-un dispozitiv rotativ. Principiul funcționării și modificările populare ale acestui dispozitiv vor fi descrise separat.
Viscozimetru rotativ - principiul funcționării și varietatea dispozitivului
În instrumentele rotative există două corpuri de rotație - un corp sub forma unui cilindru și un con sau o sferă încorporată în el. Partea interioară a dispozitivului (sferă sau con) se mișcă la o anumită viteză, pentru care serveste unitatea electrică. Spațiul dintre cele două corpuri de revoluție este umplut cu lichidul examinat. Există o relație clară între rezistența mediului care trebuie măsurat și viteza de rotație unghiulară realizată, această relație fiind fixată de instrumente și poate fi afișată imediat pe panoul de comandă.
Acesta este cel mai simplu vâscozimetru rotativ Brookfield. rotor sa cuplat la motorul de inducție, atașate cadrului exterior. Soluția constructivă similară cu casa autobetoniera obișnuită - care este foarte posibil să se măsoare dispozitivele de viscozitate de rotație astfel de substanțe grele și dense ca pastă de ciment sau lapte de var gros. Sunt cunoscuți viscozimetre cu diferite corpuri pentru rotație internă. Ele pot servi nu numai conuri și sfere clasice, dar, de asemenea, discuri, plăci și cilindri.
Cantitatea de spațiu liber între corpul de rotație și peretele staționar variază în câțiva milimetri pentru o forță de frecare perceptibilă între lichid și corp. Motorul electric precis gradat rotește rotorul intern, senzorii speciali măsoară forța de rezistență la această rotire. De regulă, echipamentul de fixare este amplasat pe partea interioară a carcasei fixe. Cu cât sunt mai mulți senzori, cu atât aparatul este mai precis și prețul său este mai mare.
Domeniul de măsurare al vâscozimetrilor rotativi începe de la mii [Pa * sec] și ajunge la milioane [Pa * sec]. Un parametru important este viteza admisă de rotație a rotorului - poate fi neglijabilă, de la 1 rotație completă în două minute și pentru a realiza o dublă multiplicare a frecvenței rețelei electrice standard (adică 100 rotații pe minut). Dacă limita superioară de 100 Hertz este realizată destul de simplu, atunci viteza miniaturală a rotației unghiulare este inerentă viscozimetrilor de înaltă clasă de precizie și o valoare foarte apreciabilă.
Dintre dezavantajele structurilor rotative, se poate observa uzura inevitabilă a părților rotative, care lasă o amprentă asupra corectitudinii citirilor efectuate.
Acesta este motivul pentru dispozitivele cu rotație lentă sunt evaluate mai înalt - se uzează mai încet și mai mult timp servesc scopului fără a înlocui rotoarele și axele. În plus, lichidul care trebuie condus în spațiul gol trebuie să aibă un flux laminar. Când debitul devine turbulent (din nou, la viteze mari de rotație ale conului sau sferei interioare), valorile fixe ale vâscozității vor fi complet inexacte.
Cum este corectată vâscozitatea măsurată?
Nu este suficient să se clarifice vâscozitatea lichidului cu ajutorul unui viskozimetru rotativ, mecanic sau capilar. Această caracteristică a substanței este complet supusă ajustării, care este cunoscută de orice finisher sau reparator. Soluția de tencuială excesiv de lichidă "curge" și nu se lipeste de suprafețe verticale, dar prea "abrupte" nu pot penetra fisuri adânci și gropi.
Dacă tencuitor elimina aceste probleme prin ele însele și fără nici un dispozitiv (pur și simplu prin adăugarea unei soluții de ciment, ipsos sau ipsos), atunci alte tehnici sunt folosite pentru a modifica indicilor de viscozitate de vopsele, lacuri, grunduri, uleiuri pentru angrenaje și repararea fluidelor hidraulice:
- Polybutene - un aditiv clasic pentru reducerea densității, este acum aproape nefolosit;
- Aditivii acrilat de polimetil previne în mod eficient formarea cristalelor de ceară, astfel încât acestea sunt utilizate pentru o fluiditate suficientă a uleiurilor și a unsorilor, inclusiv în condiții de temperatură scăzută;
- Polimerii de olefină sunt utilizați în formulele de uleiuri de motor, sunt avantajoase pentru costuri reduse și compatibilitate cu temperaturile ridicate;
- Esteri de stiren sunt relevanți pentru uleiurile de transmisie, inclusiv pentru motoare cu combustie internă și transmisii automate;
- Polimerii stiren-dien sunt caracterizați de latitudinea maximă a intervalului de temperatură - prezența lor permite compoziției să nu înghețe în îngheț și să nu lichefice în căldură.
- Fricțiune limitată de către un viscozimetru rotativ.