Mérőkinematikus viszkozitás(ν), amelyet dinamikus viszkozitásnak (μ) határoznak meg, osztva a folyadék sűrűségével (ρ) (ν=μ / ρ), általában magában foglalja a folyadék áramlásának időzítését gravitáció alatt egy kalibrált üveg kapilláris csőn keresztül. A leggyakoribb és a szabványosított módszerek használataÜvegkapilláris viszkoziméter- Itt van a folyamat és a kulcsfontosságú módszerek bontása:
Elsődleges módszer: Kapilláris viszkozikum (időzített áramlási módszer)
Alapelv:Az a idő, amelyhez egy rögzített folyadékmennyiség szükséges, hogy egy kalibrált kapilláris csőn áthaladjon gravitáció alatt, közvetlenül arányos a kinematikus viszkozitásával.
Főbb szabványok:ASTM D445, ISO 3104, IP 71.
Berendezés:
Viscométer:Pontosan gyártott üvegcsövet kapilláris metszettel és specifikus tartály izzókkal. A gyakori típusok a következők:
Ostwald Viscometer:Egyszerű kialakítás, jó az átlátszó folyadékokhoz.
UBBELOHDE VISCOMETER (felfüggesztett szint):Van egy extra tartály ("C -izzó"), amely biztosítja, hogy a folyadékfej független legyen a feltöltött hangerőtől, így ideális a pontos munkához és a könnyebb tisztításhoz. A modern laboratóriumok leggyakoribb típusa.
Cannon-Fenske rutin/átlátszatlan:Módosítva az átlátszatlan folyadékokra, ahol a meniszkusz nehéz látni.
Fitzsimons Viscometer:Nagyon viszkózus folyadékokhoz tervezték.
Állandó hőmérsékleti fürdő:Nagyon stabil fürdő (általában ± 0,01 fokon belül vagy annál jobb), átlátszó folyadékkal (víz, olaj vagy szilikon), amely körülveszi a viszkozimétert. A hőmérséklet -szabályozás azKRITIKAI(Közös hőmérséklet: 25 fok, 40 fok, 100 fok).
Hőmérő:Nagy pontosságú, kalibrált hőmérő.
Időzítő:Nagy pontosságú időzítő (pontosság ± 0,1 másodperc vagy annál jobb).
Tisztító és szárító berendezések:Oldószerek, szárító sütők, vákuumvezetékek.
Eljárás:
Tiszta és száraz:Alaposan tisztítsa meg és szárítsa meg a viszkozimétert megfelelő oldószerek és módszerek (sütő szárítása, vákuum) felhasználásával.
Díj:Vezesse be a folyadékminta pontos mennyiségét a Viscometer tartályba (általában a pipettán keresztül az A hagymába az Ubbelohde számára).
Equilibrate:Szerelje be a viszkozimétert függőlegesen az állandó hőmérsékleti fürdőbe. Hagyjon elegendő időt (gyakran 30+ perc), hogy a minta elérje a pontos fürdőhőmérsékletet.
Mérje meg az áramlási időt:
Ubbelohde esetén: Vigyen fel szívást (vagy nyomást), hogy a mintát a felső időzítési jel fölé húzza B. izzóba. Engedje fel a szívást/nyomást.
Hagyja, hogy a minta szabadon folyjon vissza a kapillárison keresztül gravitáció alatt.
Indítsa el az időzítőt pontosan, amikor a meniszkusz átadja a felső időzítési jelet.
Állítsa le pontosan az időzítőt, amikor a meniszkusz átadja az alsó időzítési jelet.
Rögzítse az áramlási időt (T) másodpercek alatt. Ismételje meg többször (pl. 4 futás), biztosítva, hogy az eredmények megismételhetők a specifikáción belül (pl. Az ASTM 0,1% -os relatívon belül egymást követő futtatásokat igényel).
Számítsa ki a kinematikus viszkozitást:
ν = C * t
ν=kinematikus viszkozitás (mm²/s vagy cst, ahol 1 cst=1 mm²/s)
C=Viscometer állandó (kalibrációs állandó, mm²/s² egység)
t=átlagos áramlási idő (másodperc)
Fontos tényezők és megfontolások:
Hőmérséklet:A viszkozitás nagymértékben a hőmérséklettől függ. A pontos és stabil hőmérséklet-szabályozás nem tárgyalható.
Viscométer kalibrációs állandó (C):Mindegyik viszkozimétert egyedileg kalibrálják az ismert viszkozitású folyadékok felhasználásával (a NIST -hez nyomon követhető standard referenciaolajok vagy hasonló nemzeti laboratóriumok). A C -t az alábbiak határozzák meg: C=ν_standard / t_standard. A kalibrálást ugyanabban a hőmérsékleten kell elvégezni, és ugyanolyan eljárást kell elvégezni, mint a minta mérése.
Tisztaság:Bármely maradék vagy szennyeződés a kapillárisban drasztikusan befolyásolja az áramlási időt.
Függőleges igazítás:A viszkoziméternek tökéletesen függőlegesnek kell lennie.
Időzítési jelek:A meniszkuszt pontosan el kell olvasni a jeleknél.
Kinematikai tartomány:Különböző viszkométer -típusok és kapilláris méretek lefedik a különböző viszkozitási tartományokat. Válassza ki a megfelelő viszkozimétert, így az áramlási idő az optimális tartományba esik (általában 200-1000 másodperc, bár a szabványok gyakran 150-1000-et tesznek lehetővé).
Buborékok:A kapillárisban vagy az izzókban csapdába esett légbuborékok jelentős hibákat okoznak.
Alternatív/kapcsolódó módszerek:
Átalakítás a dinamikus viszkozitásból:
Mérje meg a dinamikus viszkozitást (μ) olyan módszerrel, mint egy forgó viszkométer (pl. Brookfield), amely nyírófeszültséget alkalmaz.
Mérje meg a folyadék sűrűségét (ρ) pyconnométer vagy digitális sűrűségmérő segítségével.
Számítsa ki a kinematikus viszkozitást: ν=μ / ρ.
Automatizált viszkoziméter:A modern műszerek automatizálják a kapilláris módszert. Pontosan szabályozzák a hőmérsékletet, észlelik a meniszkuszokat (gyakran optikailag), az áramlást, kiszámítják a viszkozitást, és megtisztíthatják a minták közötti viszkozimétert. Ugyanazt az alapelvet követik, de nagy átviteli és csökkentett operátor hibát kínálnak.
Eleső gömb viszkoziméter:Az ismert sűrűségű és átmérőjű gömbnek a gravitáció alatt egy csőben lévő folyadékon keresztül rögzített távolságra esik. Elsősorban a dinamikus viszkozitást méri (a Stokes törvénye alapján), de a kinematikus viszkozitás kiszámítható, ha a sűrűség ismert. Kevésbé gyakori a szokásos kinematikus viszkozitási mérésnél a kapilláris módszerekhez képest.
Összefoglalva:
Astandard, elsődleges módszerA kinematikus viszkozitás mérésére magában foglalja akalibrált üveg kapilláris viszkoziméter(mint egy ubbelohde) belemerült arendkívül stabil állandó hőmérsékleti fürdő, pontosan méri aidőA folyadék rögzített térfogatának két pontja közötti gravitáció alatt történő áramlása szükséges, és ezúttal szorozva a viszkoziméterrelkalibrációs állandó- A szabványokban (ASTM D445, ISO 3104) vázolt eljárások szigorú betartása és a tisztaság, a hőmérséklet -szabályozás és az időzítés pontosságának aprólékos figyelem elengedhetetlen a megbízható eredményekhez.