Капиллярные вискозиметры

Водой, водными растворами сахара и глицерина и чистыми минеральными маслами пользуются для проверки независимости измеряемой вязкости в вискозиметре от напряжения или области напряжений, в которой можно пользоваться проверяемым прибором. В частности, критерием ламинарности потока в капиллярном вискозиметре служит постоянство вязкости при различных разностях давлений.

Капиллярные вискозиметры

Типы капиллярных вискозиметров. Капиллярные вискозиметры состоят из трех основных частей: резервуара для испытуемой жидкости, тонкой трубки-капилляра и приемника для жидкости после капилляра. Напряжение, обусловливающее течение жидкости, зависит от радиуса и длины капилляра и разности давления, приложенной к его концам. Источником давления служит вес столба испытуемой жидкости в прибор? (гидростатическое давление) или внешнее давление, подаваемое на мениск жидкости в вискозиметре, или сочетание обоих видов давления.

Во многих случаях капиллярные вискозиметры выполняются в виде стеклянной U-образной трубки, в одно колено которой впаяны резервуар (расширение с мешками на концах) и капилляр, а в другое —приемник. Распространены также пипеточные вискозиметры. У этих приборов капилляр введен в нижнюю трубку пипетки, а расширение является резервуаром. Приемники пипеточных вискозиметров имеют разнообразную форму. Эти приборы не имеют каких-либо существенных преимуществ перед U-образными вискозиметрами, а некоторые из них (например, вискозиметр Барра — английский стандартный вискозиметр) сложны в изготовлении.

В зависимости от положения капилляра различают вискозиметры с вертикальными, горизонтальными и наклонными капиллярами. Более распространены первые, так как они отличаются компактностью и удобны для термостатирования. Однако многие вискозиметры для точных измерений вязкости маловязких жидкостей и жидкостей, обладающих аномалией вязкости, имеют горизонтальные капилляры.

Измерение вязкости в капиллярных приборах основано на формуле Пуазейля, связывающей вязкость с расходом продукта. В большинстве вискозиметров расход измеряется по времени истечения определенного объема жцдкости из резервуара через капилляр в приемник. Реже измеряют объем вытекающей жидкости за единицу времени. Особую группу капиллярных приборов составляют вискозиметры постоянного расхода, в которых задается расход и измеряется соответствующее ему давление. Последние приборы применяют для вискозиметрических исследований пластичных тел , в частности консистентных смазок .

Капиллярные вискозиметры с постоянным давлением, как правило, выполняются из стекла, капиллярные вискозиметры постоянного расхода —из металла и стекла.

В табл. 7 дана краткая характеристика основных капиллярных вискозиметров. Различие в конструкции этих приборов

определяется видом вязкости, для измерения которой они служат (динамическая и кинематическая), необходимой точностью измерения, областью температур (в частности, значительное число видов вискозиметров сконструировано для измерения вязкости нефтепродуктов при низких температурах) и свойствами испытуемой жидкости (липкость, летучесть, присутствие взвешенных частиц и т. д.).

Диапазон вязкости, для которого применим каждый тип вискозиметра, зависит от размеров прибора, главным образом от длины и диаметра капилляра. Для всего диапазона вязкости, для которого применяются такие универсальные вискозиметры, как приборы Оствальда-Пинкевича и Уббелоде-Гольде, необходимо иметь набор вискозиметров с капиллярами различных диаметров.

Отдельные виды капиллярных вискозиметров (фиг. 37 и 42) сконструированы для измерения механических свойств консистентных смазок и других упруго-вязких веществ (вискозиметры Виноградова, Великовского, Варенцова) и для жидкостей, обладающих аномальной вязкостью (вискозиметры Пескова, Фукса).