ИзмерванеКинематичен вискозитет(ν), дефиниран като динамичен вискозитет (μ), разделен на плътността на течността (ρ) (ν=μ / ρ), обикновено включва време на потока на течност под тежест през калибрирана стъклена капилярна тръба. Най -често срещаните и стандартизирани методи използватСтъклени капилярни вискози. Ето разбивка на процеса и ключовите методи:
Основен метод: капилярна вискометрията (метод на потока с време)
Принцип:Времето, необходимо за фиксиран обем течност, да тече през калибрирана капилярна тръба под гравитация, е пряко пропорционално на неговия кинематичен вискозитет.
Ключови стандарти:ASTM D445, ISO 3104, IP 71.
Апарат:
Вискоскомер:Прецизно произведена стъклена тръба с капилярна секция и специфични крушки на резервоарите. Общите видове включват:
Ostwald Viscometer:Прост дизайн, добър за прозрачни течности.
Ubbelohde вискомеметър (окачено ниво):Има допълнителен резервоар ("крушка С"), гарантираща, че главата на течността е независима от заредената обем, което го прави идеален за прецизна работа и по -лесно почистване. Най -често срещаният тип за съвременните лаборатории.
Рутинна/непрозрачна Cannon-Fenske:Модифициран за непрозрачни течности, където менискусът е трудно да се види.
Fitzsimons вискоскомер:Проектиран за много вискозни течности.
Баня с постоянна температура:Силно стабилна баня (обикновено в рамките на ± 0,01 градуса или по -добра), пълна с прозрачна течност (вода, масло или силикон), заобикаляща вискоскометъра. Контролът на температурата еКритично(Общи темпове: 25 градуса, 40 градуса, 100 градуса).
Термометър:Висока точност, калибриран термометър.
Таймер:Таймер с висока точност (точност ± 0,1 секунди или по-добре).
Оборудване за почистване и сушене:Разтворители, сушене на фурни, вакуумни линии.
Процедура:
Чисто и сухо:Почистете старателно и изсушете вискоскометъра, като използвате подходящи разтворители и методи (изсушаване на фурната, вакуум).
Такса:Въведете точния обем на пробата на течността във вискоскометровия резервоар (обикновено чрез пипета в крушка А за Ubbelohde).
Уравновесяване:Монтирайте вискоскометъра вертикално в банята с постоянна температура. Оставете достатъчно време (често 30+ минути), за да може пробата да достигне точната температура на банята.
Измерване на времето на потока:
За Ubbelohde: Приложете засмукване (или налягане), за да изтеглите пробата покрай горната част на времето в крушката B. Засмукване/налягане на освобождаване.
Оставете пробата да тече свободно назад през капиляра под гравитация.
Стартирайте таймера точно, когато менискусът преминава горната маркировка на времето.
Спрете таймера точно, когато менискусът преминава долната маркировка на времето.
Запишете времето на потока (t) за секунди. Повторете няколко пъти (напр. 4 цикъла), като се гарантира, че резултатите са повтарящи се в спецификацията (напр. ASTM изисква последователни изпълнения в рамките на 0,1% относително).
Изчислете кинематичен вискозитет:
ν = C * t
ν=кинематичен вискозитет (mm²/s или cst, където 1 cst=1 mm²/s)
C=вискометрова константа (константа на калибриране, единици mm²/s²)
t=средно време на потока (секунди)
Важни фактори и съображения:
Температура:Вискозитетът е силно зависим от температурата. Прецизният и стабилен контрол на температурата не се договаря.
Вискометрова константа на калибриране (С):Всеки вискомеметър е уникално калибриран, използвайки течности с известен вискозитет (стандартни референтни масла, проследени за NIST или подобни национални лаборатории). C се определя от: c=ν_standard / t_standard. Калибрирането трябва да се извършва при същата температура и да се използва същата процедура като измерването на пробата.
Чистота:Всеки остатък или замърсяване в капиляра драстично влияе на времето на потока.
Вертикално подравняване:Вискоскометърът трябва да е напълно вертикален.
Марки за време:Менискусът трябва да се чете точно на оценките.
Кинематичен диапазон:Различните видове вискометри и размерите на капилярите покриват различни диапазони на вискозитет. Изберете подходящия вискоскомер, така че времето на потока попада в оптималния диапазон (обикновено 200-1000 секунди, въпреки че стандартите често позволяват 150-1000s).
Балончета:Въздушните мехурчета, хванати в капилярите или крушките, ще доведат до значителни грешки.
Алтернативни/свързани методи:
Преобразуване от динамичен вискозитет:
Измервайте динамичния вискозитет (μ), използвайки метод като въртящ се вискоскомер (напр. Брукфийлд), който прилага напрежение на срязване.
Измерете плътността на течността (ρ), като използвате пикнометър или измервател на цифрова плътност.
Изчислете кинематичен вискозитет: ν=μ / ρ.
Автоматизирани вискози:Съвременните инструменти автоматизират метода на капилярите. Те точно контролират температурата, откриват менискуса (често оптично), времето на потока, изчисляване на вискозитета и дори могат да почистят вискоскометъра между пробите. Те следват същия основен принцип, но предлагат висока пропускателна способност и намалена грешка в оператора.
Попаднала сфера Вискомер:Измерва времето, необходимо за сфера от известна плътност и диаметър, за да изпадне на фиксирано разстояние през течността в епруветка под гравитация. Основно измерва динамичния вискозитет (чрез закона на Стоукс), но кинематичният вискозитет може да бъде изчислен, ако плътността е известна. По -рядко за стандартно измерване на кинематично вискозитет в сравнение с капилярните методи.
В обобщение:
Theстандартен, първичен методЗа измерване на кинематичния вискозитет включва използването на aкалибриран стъклен капилярен вискоскомер(като ubbelohde) потопен в aСилно стабилна баня с постоянна температура, точно измерване навремеНеобходимо е фиксиран обем на течността да тече между две марки под гравитация и да се умножи това време от вискокометъраконстанта на калибриране. Строгото придържане към процедурите, очертани в стандартите (ASTM D445, ISO 3104) и внимателното внимание към чистотата, контрола на температурата и точността на времето са от съществено значение за надеждните резултати.