Mērīšanakinemātiskā viskozitāte(ν), kas definēts kā dinamiska viskozitāte (μ), dalot ar šķidruma blīvumu (ρ) (ν=μ / ρ), parasti ietver šķidruma plūsmas laiku, kas atrodas zem smaguma, caur kalibrētu stikla kapilāru cauruli. Visizplatītākās un standartizētās metodesstikla kapilāru vizimetriApvidū Šeit ir procesa un galveno metožu sadalījums:
Primārā metode: kapilārā viskozometrija (laika plūsmas metode)
Princips:Laiks, kas nepieciešams, lai fiksēts šķidruma tilpums plūst caur kalibrētu kapilāru caurulīti, ir tieši proporcionāls tā kinemātiskajai viskozitātei.
Galvenie standarti:ASTM D445, ISO 3104, IP 71.
Aparāts:
VISOMETRS:Precīzi ražota stikla caurule ar kapilāru sekciju un īpašām rezervuāra spuldzēm. Parastie veidi ir:
Ostwald Viscometer:Vienkāršs dizains, labs caurspīdīgiem šķidrumiem.
Ubbelohde vīzu (suspendēts līmenis):Ir papildu rezervuārs ("spuldze C"), nodrošinot, ka šķidruma galva ir neatkarīga no uzlādētā apjoma, padarot to ideālu precīzam darbam un vieglākai tīrīšanai. Visizplatītākais mūsdienu laboratoriju tips.
Lielgabala-fenske rutīna/necaurspīdīga:Modificēts necaurspīdīgiem šķidrumiem, kur menisku ir grūti pamanīt.
Fitzsimons viskozimetrs:Paredzēts ļoti viskoziem šķidrumiem.
Pastāvīga temperatūras vanna:Ļoti stabila vanna (parasti ± 0,01 grādos vai labāk), kas piepildīta ar caurspīdīgu šķidrumu (ūdeni, eļļu vai silikonu), kas apņem vīzu. Temperatūras kontrole irKritisks(Parastie tempi: 25 grādi, 40 grādi, 100 grādi).
Termometrs:Augstas precizitātes, kalibrēts termometrs.
Taimeris:Augstas precizitātes taimeris (precizitāte ± 0,1 sekundes vai labāka).
Tīrīšanas un žāvēšanas aprīkojums:Šķīdinātāji, žāvēšanas krāsnis, vakuuma līnijas.
Procedūra:
Tīrs un sauss:Rūpīgi notīriet un nožāvējiet viskozimetru, izmantojot atbilstošus šķīdinātājus un metodes (cepeškrāsns žāvēšana, vakuums).
Maksa:Ievadiet precīzu šķidruma parauga tilpumu viskozimetra rezervuārā (parasti caur pipeti Abbelohde spuldzē A).
Līdzsvars:Uzstādiet vertimetru vertikāli nemainīgās temperatūras vannā. Atļaujiet pietiekami daudz laika (bieži {30+ minūtes), lai paraugs sasniegtu precīzu vannas temperatūru.
Mēra plūsmas laiku:
Ubbelohde: uzklājiet sūkšanu (vai spiedienu), lai paraugu uzvilktu augšējā laika marķējumā Bultā B. Atbrīvojiet sūkšanu/spiedienu.
Ļaujiet paraugam brīvi plūst atpakaļ caur kapilāru zem smaguma.
Sāciet taimeri precīzi, kad meniska iet garām augšējā laika atzīmei.
Precīzi pārtrauciet taimeri, kad meniskam ir apakšējā laika atzīme.
Reģistrējiet plūsmas laiku (T) sekundēs. Atkārtojiet vairākas reizes (piemēram, 4 piegājieni), nodrošinot, ka rezultāti ir atkārtojami specifikācijā (piemēram, ASTM nepieciešami secīgi skrējieni 0,1% relatīva robežās).
Aprēķiniet kinemātisko viskozitāti:
ν = C * t
ν=Kinemātiskā viskozitāte (mm²/s vai cst, kur 1 cst=1 mm²/s)
C=Viscometer konstante (kalibrēšanas konstante, vienības mm²/s²)
t=vidējais plūsmas laiks (sekundes)
Svarīgi faktori un apsvērumi:
Temperatūra:Viskozitāte ir ļoti atkarīga no temperatūras. Precīza un stabila temperatūras kontrole nav apspriežama.
VISOMETRA KALIBRĀCIJAS NOVĒRTĒJUMS (C):Katrs viskozimetrs ir unikāli kalibrēts, izmantojot zināmās viskozitātes šķidrumus (standarta atsauces eļļas, kas izsekojamas uz NIST vai līdzīgām nacionālām laboratorijām). C nosaka: c=ν_standard / t_standard. Kalibrēšana jāveic tajā pašā temperatūrā un jāizmanto tāda pati procedūra kā parauga mērīšana.
Tīrība:Jebkurš atlikums vai piesārņojums kapilārā krasi ietekmē plūsmas laiku.
Vertikāla izlīdzināšana:Vizcimetram jābūt pilnīgi vertikālam.
Laika zīmes:Meniskus precīzi jālasa pie atzīmēm.
Kinemātiskais diapazons:Dažādi viskozimetru veidi un kapilāru izmēri aptver dažādus viskozitātes diapazonus. Izvēlieties atbilstošo viskozimetru, lai plūsmas laiks ietilptu optimālā diapazonā (parasti 200–1000 sekundes, lai gan standarti bieži vien pieļauj 150–1000s).
Burbuļi:Gaisa burbuļi, kas ieslodzīti kapilārā vai sīpolos, radīs ievērojamas kļūdas.
Alternatīvas/saistītas metodes:
Pārvēršana no dinamiskās viskozitātes:
Izmēra dinamisko viskozitāti (μ), izmantojot tādu metodi kā rotācijas viskozimetrs (piemēram, Brukfīlds), kas piemēro bīdes spriegumu.
Izmēra šķidruma blīvumu (ρ), izmantojot piknometru vai digitālā blīvuma mērītāju.
Aprēķiniet kinemātisko viskozitāti: ν=μ / ρ.
Automatizēti vizimetri:Mūsdienu instrumenti automatizē kapilāru metodi. Viņi precīzi kontrolē temperatūru, nosaka menisku (bieži optiski), laiku plūsmu, aprēķina viskozitāti un var pat notīrīt vīzu starp paraugiem. Viņi ievēro to pašu pamatprincipu, bet piedāvā augstu caurlaidspēju un samazinātu operatora kļūdu.
Krītoša sfēras viskozimetrs:Mēra laiku, kas nepieciešams zināma blīvuma un diametra sfērai, lai nokristu fiksēts attālums caur šķidrumu caurulē zem smaguma. Galvenokārt mēra dinamisko viskozitāti (izmantojot Stokes likumu), bet kinemātisko viskozitāti var aprēķināt, ja ir zināms blīvums. Retāk sastopams standarta kinemātiskās viskozitātes mērījumos, salīdzinot ar kapilāru metodēm.
Kopsavilkumā:
LīdzStandarta, primārā metodeKinemātiskās viskozitātes mērīšanai ietilpst aKalibrēts stikla kapilārā viskozimetrs(kā ubbelohde) iegremdēts aĻoti stabila pastāvīgas temperatūras vanna, precīzi mērotlaikstas prasa fiksētu šķidruma tilpumu, lai plūst starp divām gravitācijas zīmēm un šoreiz reizinātu ar vīzukalibrēšanas konstanteApvidū Stingri ievērojot procedūras, kas aprakstītas standartos (ASTM D445, ISO 3104), un rūpīga uzmanība tīrībai, temperatūras kontrolei un laika precizitātei ir būtiska ticamiem rezultātiem.