MjerenjeKinematična viskoznost(ν) definirana kao dinamična viskoznost (μ) podijeljena s gustoćom tečnosti (ρ) (ν) (ν=μ / ρ), obično uključuje vrijeme tekućine tečnosti pod gravitacijom kroz kalibrirana kapilarna cijev za staklenu kapilaru. Korištenje najčešćeg i standardiziranih metodastakleni kapilarni viskoforetri. Evo raspada procesa i ključnih metoda:
Primarna metoda: kapilarna viskusija (tempirana metoda protoka)
Načelo:Vrijeme koje je potrebno za fiksnu količinu tekućine za protok kroz kalibrirana kapilarna cijev pod gravitacijom izravno je proporcionalna svojoj kinematskoj viskoznosti.
Ključni standardi:ASTM D445, ISO 3104, IP 71.
Aparati:
Viscomerter:Precizno proizvedena staklena cijev s kapilarnim dijelom i specifičnim žaruljama rezervoara. Uobičajeni tipovi uključuju:
Ostwald viscomer:Jednostavan dizajn, dobar za prozirne tekućine.
Ubbelohde viskomer (suspendovani nivo):Ima dodatni rezervoar ("sijalica C") osiguravajući da je šef tečnosti neovisno o naplaćivanju jačine zvuka, što ga čini idealnim za precizno radno vrijeme i lakše čišćenje. Najčešći tip modernih laboratorija.
Cannon-Fenske rutina / neprozirna:Izmijenjeno za neprozirne tekućine u kojima je meniskus teško vidjeti.
Fitzsimons viskokom:Dizajniran za vrlo viskozne tekućine.
Kupka za konstantnu temperaturu:Visoko stabilno kupatilo (obično unutar ± 0,01 stepeni ili bolje) ispunjeno prozirnim tekućinom (voda, ulje ili silikon) koji okružuje viskomer. Kontrola temperature jeKritičan(Zajedničke temps: 25 stepeni, 40 stepeni, 100 stepeni).
Termometar:Visoko precizni, kalibrirani termometar.
Tajmer:Timer visoko preciznosti (tačnost ± 0,1 sekundi ili bolja).
Oprema za čišćenje i sušenje:Otapala, pećnice za sušenje, vakuumske linije.
Postupak:
Čist i suvo:Temeljito očistite i osušite viskomjer koristeći odgovarajuća otapala i metode (sušenje pećnice, vakuum).
Naplata:Unesite tačan volumen uzorka tekućine u rezervoar viskoetera (obično putem pipete u sijalicu A za ubbelohde).
Ravnoteža:Montirajte viskokom vertikalno u kade za konstantnu temperaturu. Dopustite dovoljno vremena (često 30+ minuta) za uzorak da dosegne preciznu temperaturu kupatila.
Izmjerite vrijeme protoka:
Za Ubbelohde: Primijenite usisavanje (ili pritisak) da biste nacrtali uzorak uzorak pored gornjeg vremenskog oznaka u sijalicu B. Otpustite usisavanje / pritisak.
Omogućite uzorak da se slobodno teče niz kapilar pod gravitacijom.
Započnite tajmer precizno kako meniskus prolazi gornji vremenski znak.
Zaustavite tajmer precizno kako meniskus prenosi niži vremenski znak.
Zabilježite vrijeme protoka (t) u sekundi. Ponovite nekoliko puta (npr. 4 vožnje) osiguravajući rezultate ponavljaju se u specifikaciji (npr. ASTM zahtijeva uzastopne korake u roku od 0,1%).
Izračunajte kinematičnu viskoznost:
ν = C * t
ν=kinematična viskoznost (mm² / s ili cst, gdje je 1 cst= 1 mm² / s)
C=Konstanta viketera (kalibraciona konstanta, jedinice mm² / s²)
t=srednje vreme protoka (sekundi)
Važni faktori i razmatranja:
Temperatura:Viskoznost je visoko zavisi od temperature. Precizna i stabilna kontrola temperature ne može se pregovarati.
Kalibraciona konstanta kalibracije vise (C):Svaki viskomjer jedinstveno je kalibriran korištenjem tekućine poznate viskoznosti (standardne referentne ulje koji se mogu pratiti za NIST ili slične nacionalne laboratorije). C određuje: C=ν_standard / t_standard. Kalibracija se mora izvršiti na istoj temperaturi i koristeći isti postupak kao mjerenje uzorka.
Čistoća:Bilo koji ostatak ili kontaminacija u kapilariji drastično utječe na vrijeme protoka.
Vertikalno poravnanje:Viscometer mora biti savršeno vertikalna.
Vremenske oznake:Meniscus se mora tačno pročitati na ocjenama.
Kinematski raspon:Različiti tipovi viskopremiranih i kapilara pokrivaju različite raspone viskoznosti. Odaberite odgovarajući viskomjer, tako da vrijeme protoka spada u optimalni raspon (obično 200-1000 sekundi, mada standardi često omogućavaju 150-1000-ih).
Mjehurići:Zračni mjehurići zarobljeni u kapilari ili sijalicama uzrokovat će značajne pogreške.
Alternativne / povezane metode:
Konverzija iz dinamičke viskoznosti:
Izmjerite dinamičku viskoznost (μ) pomoću metode poput rotacijskog viskoetera (npr., Brookfield) koji primjenjuje smicanju stres.
Izmjerite gustoću tekućine (ρ) pomoću piknometra ili mjerača digitalnog gustoće.
Izračunajte kinematičnu viskoznost: ν=μ / ρ.
Automatizirani viskozimetri:Moderni instrumenti Automatiziraju kapilarni način. Oni precizno kontroliraju temperaturu, otkrivaju meniskus (često optički), vrijeme protoka, izračunavanje viskoznosti i može čak čistiti viskomjer između uzoraka. Oni slijede isti temeljni princip, ali nude visoku propusnost i smanjenu grešku operatera.
Pad sfere viskokom:Mjeri vrijeme koje je potrebno za sferu poznate gustoće i promjera da bi pala fiksnu udaljenost kroz tekućinu u cijevi pod gravitacijom. Prvenstveno mjeri dinamičku viskoznost (preko zakona o stavovima), ali kinematična viskoznost se može izračunati ako je denzitet poznato. Manje uobičajene za standardnu mjerenje kinematičke viskoznosti u odnosu na kapilarne metode.
Ukratko:
TheStandard, primarna metodaZa mjerenje kinematičke viskoznosti uključuje korišćenje aKalibrirani stakleni kapilarni viskomjer(poput ubbelohde) uronjene u aVisoko stabilno kupanje konstantne temperature, precizno mjerenjevrijemePotrebno je za fiksni volumen tečnosti da se teče između dvije marke pod gravitacijom, a pomnožavanje ovog puta po viskomitromKalibraciona konstanta. Stroga pridržavanje postupaka navedenih u standardima (ASTM D445, ISO 3104) i pažljivom pažnjom na čistoću, kontrolu temperature i tačnosti vremena su neophodni za pouzdane rezultate.