La viscositat de diversos líquids es mesura amb dispositius especials: viscosímetres. Segons les característiques i el disseny, es distingeixen diversos tipus d'aquests dispositius. Un d'ells és un viscosímetre rotatiu capaç d'avaluar la permeabilitat d'un medi.
Varietats d'electrodomèstics
Els instruments que s'utilitzen per mesurar la viscositat d'un líquid solen dividir-se en tres grans grups:
Viscosímetre capil·lar
Viscosímetre mecànic
Viscosímetre rotacional
Considerem cadascuna de les espècies amb més detall.
Dispositius mecànics
La categoria de viscosímetres mecànics és una gamma d'instruments diferents basats en les propietats mecàniques dels líquids. Aquests poden ser comptadors de ressonància, de bombolla o de bola. Si els dos primers tipus s'utilitzen amb més freqüència al laboratori, el segon es troba a la vida quotidiana. El seu principi de funcionament es basa en el descobriment de Galileu.
Dins de l'aparell hi ha una "cabina" on es troba la pilota. Després d'omplir el dispositiu amb líquid,la viscositat de la qual s'ha de determinar, la bola cau. Es mesura el temps exacte necessari perquè la pilota caigui a la zona de contacte. La viscositat condicional ve determinada per aquest interval de temps.
Dispositius de tipus capil·lar
El viscosímetre capil·lar en el seu disseny té un tub prim amb un diàmetre conegut. El fluid de prova flueix per aquest tub. El mateix líquid també es fa passar per un tub de gran diàmetre, dins del qual no es crea cap efecte capil·lar. Molt sovint, el fluid flueix sota la força de la gravetat (és a dir, de d alt a baix). Però en alguns dispositius es crea pressió artificial. Es mesura el temps que triga el líquid a sortir dels dos tubs. A continuació, es calcula la seva diferència. El valor de viscositat serà proporcional al valor d'aquesta diferència.
Els dispositius d'aquest tipus són senzills però grans. Un altre inconvenient és que la viscositat del líquid mesurat no ha de superar els 12 kPas. Aquest valor correspon a líquids que flueixen bé. Els líquids més gruixuts o els que tenen grumolls no es poden mesurar en aquest cas.
Viscosímetre rotacional: principi de funcionament
El disseny dels comptadors d'aquest tipus és un cilindre, dins del qual es col·loca una esfera. L'esfera interior es mou a una velocitat determinada a causa de l'accionament elèctric connectat.
Hi ha un espai entre el cilindre i l'esfera, que s'omple amb el líquid investigat. En aquest cas, la resistència al moviment de l'esfera canvia. En aquests dispositius, és precisament la dependència de la resistència el que es mesurafluid i velocitat de rotació. Aquests paràmetres s'han corregit com a resultat de la prova.
No sempre hi ha una esfera dins d'un cilindre. Es pot substituir per un disc, un con, una placa o un altre cilindre. La distància entre el cos exterior i interior és d'uns quants mil·límetres per tal de crear una força de fricció. El valor de la resistència està determinat per sensors. Com més s'estableixin, més precís serà el valor. En conseqüència, el preu del dispositiu augmentarà.
El viscosímetre rotatiu és adequat per a líquids la viscositat dels quals oscil·la entre mil i milions de Pas. La velocitat de rotació del cos interior té un paper important. Depèn de la precisió de la mesura. Com més lenta sigui la velocitat, més precisa serà la mesura. Els instruments amb una velocitat de rotació mínima són molt precisos, però també són cars.
Tipus de viscosímetres de rotació
El principi de funcionament del dispositiu descrit anteriorment és típic del viscosímetre Brookfield. Aquest és el mesurador més senzill d'aquest tipus. Però el cos interior no sempre es mou. En alguns casos, el cilindre exterior gira. És per això que el viscosímetre rotatiu pot ser de dos tipus: amb cilindre fix i mesuradors de torsió.
El cos interior dels viscosímetres de torsió està suspès al centre sobre un fil elàstic. Quan el cilindre exterior gira, el líquid que es mesura també comença a moure's. Quan gira, el cilindre també es gira. L'angle de gir del cilindre interior s'equilibra pel moment de fricció del fluid en rotació.
Error de mesurament a causa de la part inferior del cilindre interior. Diversos científics han intentat resoldre aquest problema a la seva manera. Molt sovint, el fons es feia còncava. En omplir el líquid, l'aire roman a la concavitat. Això redueix la fricció a la part inferior. Els científics Gatchek, Kuett van col·locar el cilindre interior en anells protectors. Això va reduir la turbulència dels seus extrems. Voloròvitx va utilitzar un barret de copa alt però estret. En aquest cas, l'error degut al fons es va convertir en insignificant. Diversos científics van utilitzar instruments en els quals la distància entre els cilindres era molt petita. Al mateix temps, la part inferior del dispositiu no estava plena de líquid.
El viscosímetre rotatiu en el seu disseny té moltes opcions. Però sempre té els avantatges de versatilitat, mida petita, error petit i baix cost. És gràcies a aquestes característiques que el dispositiu s'ha fet tan popular.
