מכשירי מדידת צמיגות של נוזלים. ויסקוזימטר סיבובית

הצמיגות של נוזלים שונים נמדדתמכשירים מיוחדים - viscometers. על פי המאפיינים ואת העיצוב, כמה סוגים של מכשירים אלה נבדלים. אחד מהם הוא viscometer סיבוב, מסוגל להעריך את חדירות של המדיום.

סוגי מכשירים

מכשירים המשמשים למדידת צמיגות של נוזל מחולקים בדרך כלל לשלוש קבוצות גדולות:

• ויסקומטר נימי.

• ויסקומטר מכני.

• ויסקומטר סיבובית.

שקול כל אחד מן המינים בפירוט רב יותר.

מכשירים מכניים

הקטגוריה של viscometers מכני הואמספר מכשירים שונים, עקרון הפעולה של אשר מבוסס על תכונות מכניות של נוזלים. זה יכול להיות תהודה, בועה, הכדור סוג מטר. אם שני סוגים הראשונים משמשים לרוב במעבדה, האחרון נמצא בחיי היומיום. עקרון עבודתו מבוסס על גילויו של גלילאו.

בתוך המכשיר יש "דוכן", שבו נמצאחרוז. לאחר מילוי המכשיר עם נוזל, צמיגות אשר חייב להיקבע, הכדור נופל. הזמן המדויק הדרוש כדי להפיל את הכדור לפנקס המגע נמדד. הצמיגות המותנית נקבעת ממרווח זמן זה.

מכשירי נימי דם

ויסקומטר נימי בעיצוב שלה ישצינור דק עם קוטר ידוע. נוזל הבדיקה זורם דרך צינור זה. אותו נוזל מותר גם דרך צינור בעל קוטר גדול, שבתוכו לא נוצר אפקט נימי. לרוב, הנוזל זורם תחת כוח הכבידה (כלומר, מלמעלה למטה). אבל כמה מכשירים ליצור לחץ מלאכותי. מודד את הזמן שבו הנוזל יזרום דרך שתי צינורות. לאחר מכן לחשב את ההבדל. ערך צמיגות יהיה יחסי לערך של הבדל זה.

התקנים מסוג זה הם פשוטים, אבל יש גדולממדים. חסרון נוסף הוא כי מקדם צמיגות הנוזל הנמדד לא יעלה על 12 kPa * s. ערך זה מתאים לנוזלים הזורמים היטב. נוזלים צפופים יותר, או שיש גושים, במקרה זה לא ניתן למדוד.

סיבוב ויסקומטר: עקרון הפעולה

בניית מכשירי מדידה מסוג זה היא גליל שבתוכו מונח כדור. הכדור הפנימי נע במהירות מסוימת עקב הכונן החשמלי המחובר.

בין הגליל לבין הכדור יש מרחב,אשר מלא בנוזל הנלמד. במקרה זה, ההתנגדות לתנועה של הכדור משתנה. במכשירים אלה, זה בדיוק את התלות של ההתנגדות נוזל מהירות סיבוב. פרמטרים אלה קבועים כתוצאה מהבדיקה.

בתוך הצילינדר לא תמיד יש כדור. זה יכול להיות מוחלף על ידי דיסק, חרוט, צלחת או צילינדר אחר. המרחק בין הגוף החיצוני לגוף הפנימי הוא מילימטרים אחדים כדי ליצור כוח חיכוך. ערך ההתנגדות נקבע על ידי החיישנים. ככל שהם מותקנים, כך יהיה מדויק יותר את הערך. לפיכך, המחיר של המכשיר יגדל.

ויסקומטר הסיבוב מתאים לנוזלים,מקדם צמיגות אשר נמצא בטווח בין אלפי למיליונים של אבא * s. מהירות הסיבוב של הגוף הפנימי ממלא תפקיד חשוב. דיוק המדידה תלוי בה. ככל שהמהירות נמוכה יותר, כך המדידה מדויקת יותר. מכשירים עם מהירות מינימלית של סיבוב זוויתי הם מדויקים מאוד, אבל הם יקרים.

סוגי ויסקוסימטרים סיבוביים

עקרון הפעולה המתואר לעיל אופייניעבור ויסקומטר ברוקפילד. זהו המכשיר הפשוט ביותר מסוג זה. אבל הגוף הפנימי לא תמיד זז. במקרים מסוימים, הגליל החיצוני מסתובב. לכן viscometer סיבוב יכול להיות משני סוגים: עם גליל קבוע ומדידות פיתול.

גוף פנימי של viscometers פיתולתלוי במרכז על החוט הגמיש. כאשר הגליל החיצוני מסתובב, הנוזל הנמדד מתחיל לנוע. כאשר הוא מסתובב, גליל גם מסתובב. זווית ההתפתלות של הגליל הפנימי מאוזנת על ידי מומנט כוחות החיכוך של הנוזל הסובב.

טעות המדידה נובעת מהתחתיתגליל פנימי. מדענים שונים ניסו לפתור את הבעיה בדרכם שלהם. לרוב, התחתון נעשה קעור. כאשר מילוי הנוזל בקעקוע, האוויר נשאר. לפיכך, החיכוך נגד התחתונה מצטמצם. מדענים Gatchek, גליל פנימי Couette להציב טבעות אבטחה. זה הפחית את מערבולת של הקצוות שלה. וולורוביץ' השתמש בגליל גבוה אך צר. עם זאת, השגיאה בשל התחתון הפך חסר משמעות. מספר מדענים השתמשו במכשירים שבהם המרחק בין הצילינדרים היה קטן מאוד. במקביל, החלק התחתון של המכשיר לא היה מלא בנוזל.

Viscosimeter סיבובית על ידי העיצוב שלהיש הרבה אפשרויות. אבל זה תמיד יש יתרונות כגון צדדיות, גודל קטן, שגיאה קטנה ועלות נמוכה. זה בזכות המאפיינים האלה כי המכשיר הפך כל כך פופולרי.