Вискозиметр. Виды и основные сферы применения

Вискозиметр. Виды и основные сферы применения

Знаете ли вы, что такое вискозиметр, для чего он нужен и в каких направлениях, процессах может быть полезен? Если интересует какой-либо из этих вопросов, читайте далее.

Вискозиметр (от viscosus, что в переводе с латинского языка значит «вязкий», и metrum – «мера») – это устройство, призванное для установления двух типов вязкости материалов: динамической и кинетической. Одна из них, динамическая, или абсолютная (текучие параметры жидких сред в стандартных условиях), может измеряться в паузах (П) и паскаль-секундах (Па·с). Что касается второй, кинетической (текучесть тех же материалов, но уже под температурным воздействием и под давлением), то для ее определения используются стоксы (Ст) и метры квадратные за секунду (м²/с). Первый параметр и той, и другой вязкостей характерен системе единиц СГС, второй – СИ.

С помощью вискозиметра можно контролировать жидкие среды, путем определения их вязкостного уровня. Где эти сведения могут быть полезны? В разных научных и производственных направлениях:

- медицина (определение густоты крови);

- фармацевтика (создание мазеобразных лекарств значительных консистенций);

- пищепром (измерение характеристик сырья и готовой продукции, например, меда, молочки, соков и т.д.);

- нефтепромышленность и изготовление топлива (анализ автомобильных масел, бензина, парафина…);

- ЛК и хим. отрасли (определение состояния лаков, красок, смол).

Разновидности вискозиметров

Зависимо от того, какой метод лежит в основе функционирования прибора, он может принадлежать к одному из следующих видов:

Ротационные. По сути, модели, принадлежащие к указанной разновидности, конструктивно выглядят как два вращающиеся цилиндрических/дисковых/конусных/полусферных тела, составленные по осям. В зону между ними помещается материал, поддающийся исследованию. После этого одно из тел вращают, а другое остается недвижимым. Жидкая среда в процессе транслирует вращение от конструктивной детали, которая движется, к той, что не движется. Абсолютная вязкость в результате определяется по скорости передачи вращения между ними.

Кстати, в целом, есть 2 главных метода вымеривания вязкости: по моменту сопротивления деформации при установленном скоростном режиме кручения и, собственно по скорости, с какой вращается деталь от приложенного стойкого крутящего момента. И когда большинство устройств работают именно на основе первого метода, с помощью ротационного вискозиметра можно определить вязкость истинную и абсолютную. К тому же, среды исследованиям могут поддаваться как структурированные, так и реологические.

Еще один важный аспект, касающийся данного вида приборов, заключается в значительном диапазоне измерений: от 1 мПа·с до сотен тысяч Па·с. Он возможен, благодаря и скоростным изменениям шпинделя в промежутке 0,01-1500 оборотов в минуту, и в связи с применением шпинделей с разными размерными параметрами, каждый из которых предназначен для различных вязкостных диапазонов.

Капиллярные. Эти модели функционируют по другому, хронометрическому, принципу, а именно на основе установления временного промежутка, за каков определенное количество жидкой среды проходит сквозь небольшой ширины дыру или трубку при предопределенной разнице давлений. Выглядят как один или больше скрепленных капилляров, дополненных наливным отверстием или небольшой ширины трубкой.

Что запускает материал для исследований, находящийся в начальной точке, то есть в резервуарной емкости? В большинстве вариантов ее вытекание происходит под влиянием своей же массы. Вязкость определяется в такой ситуации как величина, соразмерная разнице давлений между двумя жидкостями, одна из которых проливается из капилляра, другая – из достаточно солидных размеров трубы.

Если жидкая среда вытекает только под воздействием тяжести, что характерно вискозиметру Уббелоде, то вязкость измеряется кинематическая. А вообще, кроме упомянутой спецификации, капиллярные устройства есть также Оствальда и Уббелоде с подцепленным уровнем. Особой популярностью пользуются приборы Кэннон-Фенске – ввиду элементарности и комфорта их использования. Они измеряют кинематическую вязкость прозрачных и непрозрачных жидких сред. Соответственно, первые называются устройствами прямого тока, вторые – обратного. Их размерные характеристики и постоянные величины процесса обычно совпадают.

Также все эти приборы разделяют на два подвида: погружные и чашечные. Первые призваны измерять вязкость в экспресс-условиях, то есть непосредственно в рабочих сосудах или технике. Чтобы максимально повысить удобство применения, производятся они из материалов, которые не вызывают сложностей в очищении и уходе, а также комплектуются спец. держателем. Вторые выглядят как чаши/жерла и реализуются в совокупности со штативом, который, к слову, поддается регулированию.

Диапазон работы всех устройств данного вида, в общем, составляет 10 мкПа∙с-10 кПа∙с.

С движущимся шариком. Также встречается название «с падающим шариком». Их функционирование основывается на законе Стокса, определяющем силу сопротивления F, которую испытывает твердый шар, двигаясь медленно и поступательно в не имеющей ограничений вязкой жидкости. Определение вязкости происходит на основе времени, за которое шарик проходит определенную дистанцию, в большинстве случаев, без задействования дополнительной силы, только под влиянием собственного веса.

Разновидности таких вискозиметров существуют разные. Самая известная из них, пожалуй – модель Гепплера.

Вибрационные. Измерения основываются на том, как меняется резонансная частота колебательных движений в жидкой среде отличающейся вязкости. Поскольку на частоту тогда влияет и плотность изучаемого продукта, в ряде моделей предусматривается возможность устанавливать плотность, не зависимо от вязкости. В других же вязкость измеряется при постоянной величине плотности.

Пузырьковые. Определяют, как движутся газовые пузыри, без препятствий перемещающиеся на поверхность в вязкой среде. Именно по их параметрам и осуществляется нахождение вязкости исследуемого материала.

Вот так выглядят основные виды и сферы применения вискозиметров. Если предстоит выбор устройства, учтите все характеристики и нюансы каждого из описанных вариантов. Благо, ассортимент и качество современной продукции не ставят перед покупателем практически никаких ограничений.

Заказ звонка
Спасибо за Ваше обращение. Наши менеджеры свяжутся с Вами в ближайшее время
Произошла ошибка при отправке письма. Свяжитесь пожалуйста с менеджером.