Что такое вискозиметр, типы, какой купить

Проявление внутреннего трения, результат взаимодействия молекул жидкости между собой называют вязкостью. От её величины зависят свойства и поведение жидкости в конкретной ситуации, в том числе в технике. Точное количественное значение вязкости нужно знать во многих ситуациях, например при лабораторных исследованиях, проектировании нефтепровода или выборе сезонного моторного масла. В статье разбираемся, какими приборами её измеряют и как выбрать подходящий.

Виды вязкости

Различают динамическую и кинематическую вязкость.

Динамическая

Её также называют абсолютной. Она характеризует сопротивление жидкости силе, которая её перемещает. Чем выше динамическая вязкость, тем труднее перекачивать жидкость по трубе или тем большее сопротивление оказывает смазка при взаимном перемещении смазываемых поверхностей.

В международной системе единиц СИ динамическая вязкость численно равна величине сопротивления текучести жидкости при перемещении её слоя площадью 1 см² со скоростью 1 см/сек на расстояние в 1 см. Единица измерения — Па×с (паскаль на секунду).

Кинематическая вязкость

Это отношение динамической вязкости к плотности жидкости. В отличие от динамической, которая в вискозиметрии описывает внутреннее свойство жидкости, кинематическая вязкость характеризует макроскопическое поведение жидкости — её текучесть. Чем больше кинематическая вязкость, тем медленнее течёт жидкость под действием силы тяжести. В системе СИ кинематическая вязкость измеряется в м²/с (квадратный метр в секунду).

В нефтяной промышленности для описания текучести нефтепродуктов используют особую характеристику — условную вязкость. Она равна отношению времени истечения 200 см³ испытываемой жидкости при данной температуре ко времени истечения из того же прибора 200 см³ дистиллированной воды при +20 °С. Единица измерения условной вязкости называется градус Энглера — сокращённо °ВУ. Для перевода величины условной вязкости в кинематическую используют таблицы или специальные формулы.

Что такое вискозиметр и где он используется

Для количественного определения вязкости используют специальные приборы — вискозиметры. Ими пользуются в быту, промышленности и науке — везде, где от вязкости жидкости зависит способ её транспортировки, переработки или применения.

Примеры использования вискозиметров:

В медицине — при анализе крови, лимфы и других биологических жидкостей.
В пищевой промышленности — для контроля качества продуктов.
В нефтехимии — для характеристики свойств топлива, смазочных материалов и других продуктов переработки нефти.
В строительстве, автомобильной и лёгкой промышленности — при подготовке лакокрасочных материалов к применению.
В научных исследованиях — при изучении свойств жидкостей.

Виды вискозиметров

В лабораториях встречаются вискозиметры, носящие имя их изобретателей — Брукфильда, Гепплера, Суттарда, Оствальда и другие. ГОСТ 29226-91 «Вискозиметры жидкостей» классифицирует приборы в зависимости от используемого в них метода измерений на ротационные, вибрационные, капиллярные, шариковые и условной вязкости (типа воронки). Эти приборы различаются устройством и принципом работы.

Ротационный вискозиметр

Приборы этого типа служат для измерения динамической вязкости и состоят из двух соосных тел вращения — чаще всего цилиндров. Промежуток между цилиндрами заполняют исследуемой жидкостью. Для контроля температуры прибор помещают в термостат.

Внутренний цилиндр вращается с помощью специального моторчика: жидкость оказывает сопротивление вращению цилиндра, в результате чего деформируется ось, на которой он подвешен. По величине этой деформации судят о вязкости жидкости.

Вибрационный вискозиметр

Таким прибором измеряют динамическую вязкость. Для этого в исследуемую жидкость погружают зонд — пластину из магнитострикционного материала с намотанной на неё катушкой. В катушку подают импульсы тока длительностью 20±10 мкс. В результате в катушке за счёт самоиндукции возникают колебания, а на концах катушки — импульсы ЭДС. Из-за вязкости жидкости кобебания затухают, и величина ЭДС уменьшается. При падении ЭДС до определённого порога в катушку подаётся новый импульс тока. Вязкость жидкости определяют по частоте импульсов тока.

Капиллярный вискозиметр

Прибор служит для измерения кинематической вязкости. Он состоит из двух ёмкостей, соединённых узкой трубкой — капилляром. Вязкость определяют по времени истечения через капилляр определённого объёма жидкости.

Вискозиметр с падающим шариком

Прибор представляет собой узкую вертикальную трубу, в которую наливают исследуемую жидкость. В жидкость бросают шарик и засекают время, в течение которого он под действием силы тяжести опустится на определённое расстояние, обозначенное на трубе метками. На основании замеров времени вычисляют кинематическую вязкость.

Чашечный вискозиметр (типа воронки)

Чашечный вискозиметр представляет собой воронку с калиброванным отверстием в дне. С его помощью измеряют время, в течение которого порция жидкости истекает из чаши, и на основании полученной величины определяют значение кинематической вязкости.

Как выбрать вискозиметр

Приборы разных видов различаются измерительным диапазоном, чувствительностью, погрешностью, воспроизводимостью результатов, мобильностью, ценой. Некоторые вискозиметры, например с падающим шариком, не предназначены для анализа непрозрачных жидкостей. Вискозиметр подбирают в зависимости от того, какие жидкости и какой показатель необходимо исследовать с его помощью.

Заключение

Вязкость — одно из важнейших свойств жидкости. Методы обращения с густыми и текучими жидкостями во многих случаях существенно различаются. Для количественного анализа вязкости используют специальные измерительные приборы — вискозиметры. Конкретный вид вискозиметра подбирают в зависимости от вида исследуемых жидкостей и задач, которые нужно решать.

Назад к списку