Ölçümkinematik viskoziteDinamik viskozite (μ) olarak tanımlanan (ν), sıvı yoğunluğuna (ρ) (ν=μ / ρ) bölünmüş olarak, tipik olarak kalibre edilmiş bir cam kılcal tüpten yerçekimi altındaki bir sıvının akışının zamanlanmasını içerir. En yaygın ve standartlaştırılmış yöntemlerCam kılcal viskisetreler. İşte sürecin bir dökümü ve temel yöntemler:
Birincil yöntem: kılcal viskozimetri (zamanlı akış yöntemi)
Prensip:Sabit bir hacim sıvının yerçekimi altında kalibre edilmiş bir kılcal tüpten akması için geçen süre, kinematik viskozitesi ile doğru orantılıdır.
Anahtar Standartlar:ASTM D445, ISO 3104, IP 71.
Cihaz:
Viskadometre:Kılcal kesit ve spesifik rezervuar ampulleri olan tam olarak üretilmiş bir cam tüp. Ortak türler şunları içerir:
Ostwald viskozimetre:Basit tasarım, şeffaf sıvılar için iyi.
Ubbelohde viskozmeter (Asma Seviye):Sıvı başının yüklü hacimden bağımsız olmasını sağlayan ekstra bir rezervuara ("ampul c") sahiptir, bu da hassas çalışma ve daha kolay temizlik için idealdir. Modern laboratuvarlar için en yaygın tip.
Cannon-Fenske rutini/opak:Menisküsün görmek zor olduğu opak sıvılar için değiştirildi.
Fitzsimons Viskometre:Çok viskoz sıvılar için tasarlanmıştır.
Sabit sıcaklık banyosu:Viskozimetreyi çevreleyen şeffaf bir sıvı (su, yağ veya silikon) ile doldurulmuş oldukça kararlı bir banyo (tipik olarak ± 0.01 derece veya daha iyi). Sıcaklık kontrolüEleştirel(Ortak temps: 25 derece, 40 derece, 100 derece).
Termometre:Yüksek hassasiyetli, kalibre edilmiş termometre.
Zamanlayıcı:Yüksek hassasiyetli zamanlayıcı (doğruluk ± 0.1 saniye veya daha iyi).
Temizlik ve kurutma ekipmanı:Çözücüler, kurutma fırınları, vakum çizgileri.
Prosedür:
Temiz ve Kuru:Uygun çözücüler ve yöntemler (fırın kurutma, vakum) kullanarak viskozimetreyi iyice temizleyin ve kurutun.
Şarj:Viskometre rezervuarına tam olarak sıvı numunesi hacmini ekleyin (genellikle pipet yoluyla Ubbelohde için ampul A'ya).
Dengeleyin:Viskozimetreyi sabit sıcaklık banyosuna dikey olarak monte edin. Numunenin kesin banyo sıcaklığına ulaşması için yeterli zaman (genellikle 30+ dakika) bekleyin.
Akış süresini ölçün:
Ubbelohde için: Numuneyi üst zamanlama işaretinden geçerek ampul B'ye çekmek için emme (veya basınç) uygulayın. Emme/basıncı serbest bırakın.
Numunenin yerçekimi altında kılcaldan serbestçe geri akmasına izin verin.
Menisküs üst zamanlama işaretini geçerken zamanlayıcıyı tam olarak başlatın.
Menisküs alt zamanlama işaretini geçerken zamanlayıcıyı tam olarak durdurun.
Akış süresini (t) saniyeler içinde kaydedin. Sonuçların spesifikasyon içinde tekrarlanabilir olmasını sağlayarak birkaç kez (örneğin 4 çalışma) tekrarlayın (örneğin, ASTM% 0.1 göreceli içinde ardışık çalışma gerektirir).
Kinematik viskoziteyi hesaplayın:
ν = C * t
ν=kinematik viskozite (mm²/s veya cst, burada 1 CST=1 mm²/s)
C=viskozimetre sabiti (kalibrasyon sabiti, birimler mm²/s²)
T=ortalama akış süresi (saniye)
Önemli faktörler ve düşünceler:
Sıcaklık:Viskozite oldukça sıcaklığa bağlıdır. Kesin ve kararlı sıcaklık kontrolü pazarlık edilemez.
Viskozmeter kalibrasyon sabiti (c):Her viskozimetre, bilinen viskozite sıvıları kullanılarak benzersiz bir şekilde kalibre edilir (NIST veya benzeri ulusal laboratuvarlara izlenebilir standart referans yağlar). C,: C=ν_standard / t_standard ile belirlenir. Kalibrasyon aynı sıcaklıkta ve numune ölçümü ile aynı prosedür kullanılarak yapılmalıdır.
Temizlik:Kılcaldaki herhangi bir kalıntı veya kontaminasyon akış süresini büyük ölçüde etkiler.
Dikey Hizalama:Viskozmeter mükemmel dikey olmalıdır.
Zamanlama İşaretleri:Menisküs işaretlerde doğru bir şekilde okunmalıdır.
Kinematik Aralık:Farklı viskozimetre tipleri ve kılcal boyutlar farklı viskozite aralıklarını kapsar. Akış süresi optimal aralıkta düşmesi için uygun viskozimetreyi seçin (genellikle 200-1000 saniye, ancak standartlar genellikle 150-1000'lere izin verir).
Kabarcıklar:Kılcal veya ampullere hapsolmuş hava kabarcıkları önemli hatalara neden olur.
Alternatif/İlgili Yöntemler:
Dinamik viskoziteden dönüşüm:
Kesme stresi uygulayan bir dönme viskozimetresi (örn. Brookfield) gibi bir yöntem kullanarak dinamik viskoziteyi (μ) ölçün.
Bir piknometre veya dijital yoğunluk ölçer kullanarak sıvı yoğunluğunu (ρ) ölçün.
Kinematik viskoziteyi hesaplayın: ν=μ / ρ.
Otomatik viskozerler:Modern enstrümanlar kılcal yöntemi otomatikleştirir. Sıcaklığı tam olarak kontrol ederler, menisküsü tespit ederler (genellikle optik olarak), akışı zaman alırlar, viskoziteyi hesaplarlar ve hatta viskozimetreyi numuneler arasındaki temizleyebilirler. Aynı temel prensibi takip ederler, ancak yüksek verim ve düşük operatör hatası sunarlar.
Düşen Küre Viskozimetresi:Bilinen yoğunluk ve çapın bir küresinin yerçekimi altındaki bir tüpteki sıvı boyunca sabit bir mesafe düşmesi için gereken süreyi ölçer. Öncelikle dinamik viskoziteyi (Stokes Yasası aracılığıyla) ölçer, ancak yoğunluk biliniyorsa kinematik viskozite hesaplanabilir. Kılcal yöntemlere kıyasla standart kinematik viskozite ölçümü için daha az yaygındır.
Özetle:
.Standart, birincil yöntemKinematik viskoziteyi ölçmek için birKalibre edilmiş cam kılcal viskozimetre(bir ubbelohde gibi)oldukça kararlı sabit sıcaklık banyosu, tam olarak ölçülüyorzamanSabit bir sıvının hacminin yerçekimi altında iki işaret arasında akması ve bu zamanı viskozmeterle çarpması gerekir.kalibrasyon sabiti. Standartlarda (ASTM D445, ISO 3104) özetlenen prosedürlere sıkı sıkıya bağlı kalma ve temizlik, sıcaklık kontrolü ve zamanlama doğruluğuna titizlikle dikkat edilmesi güvenilir sonuçlar için gereklidir.