Для измерения вязкости жидкостей и газов применяются различные методы, которые в совокупности называются вискозиметрией. В лабораторной практике наиболее часто встречаются вискозиметры следующих конструкций: капиллярные, ротационные, и шариковые (основанные на методе падающего шарика или, реже, на методе вдавливания шарика).
Действие капиллярных вискозиметров основано на измерении времени истечения определённого объёма жидкости из капиллярной трубки. Для данного капиллярного вискозиметра время истечения пропорционально отношению вязкости к плотности испытуемой жидкости. Это подразумевает, что при определении динамической вязкости точные измерения времени истечения должны сопровождаться измерением плотности жидкости, r, при данной температуре. Если плотность жидкости не известна, то по времени истечения определяют так называемую кинематическую вязкость, которая представляет отношение h/r.
В ротационных вискозиметрах измеряется крутящий момент или угловая скорость вращения одного из двух соосных цилиндров (или других тел), в зазоре между которыми находится испытуемая жидкость. Этим методом получают непосредственно динамическую вязкость. Наконец, по методу падающего шарика измеряют время падения калиброванного шарика в исследуемой жидкости. В основе этого метода лежит зависимость коэффициента трения сферического тела от вязкости среды, в которой он движется (уравнение Стокса). Измерения этим методом также требуют дополнительного определения плотности жидкости.
Капиллярные вискозиметры наиболее удобны для жидкостей с низкими значениями вязкости, тогда как шариковые – для жидкостей с высокой вязкостью. Ротационные вискозиметры могут использоваться в широком диапазоне значений h.
В настоящей работе измерения проводятся с помощью капиллярного вискозиметра (рис. 2.2). Вискозиметр представляет собой стеклянное изделие – трубку сложной конфигурации, вдоль оси которой имеется капиллярный канал 1 с расширением 3. Трубка вискозиметра образует термостатируемую рубашку вокруг капиллярного канала, то есть полость, через которую должна протекать жидкость-теплоноситель с постоянной температурой. Исследуемую жидкость подводят к нижнему концу трубки и поднимают её до метки "а" с помощью вакуумного насоса, подсоединённого к верхнему концу трубки. После этого стаканчик с жидкостью отнимают и позволяют жидкости вытекать из канала вискозиметра под действием собственного веса. При этом отмеряют время, за которое мениск жидкости опустится от метки "а" до метки "b".
Время истечение жидкости от метки "а" до метки "b" в данном вискозиметре зависит только от вязкости и плотности жидкости. Если t0, h0 и r0, - время истечение, вязкость и плотность одной жидкости, используемой в качестве калибровочной, а t, h и r - аналогичные значения другой жидкости, то для данного вискозиметра они находятся в пропорции:
|
(2.8)
В правой части её
стоит отношение кинематических вязкостей. Если исследуемая жидкость является
разбавленным раствором, а калибровочная жидкость – чистым растворителем этого
раствора, то плотности этих жидкостей будут различаться пренебрежимо мало в
отличие от значений их вязкости, которые более чувствительны к присутствию
растворённого вещества. При этом условии можно принять r = rо и найти относительную вязкость раствора из уравнения
(2.8) как отношение времён истечения 
(2.9)
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.