Вискозитет (viscosimetry)

Вискозитет, вътрешно триене - собственост на течности и газове, за да се осигури устойчивост на движение на един слой спрямо друг. Вискозитет на течности най-лесно се открива по своята преливане или разбъркване.

Количествено, стойността на вискозитет се характеризира със стойност нарича динамичен вискозитет или коефициент на вътрешно триене и обозначен с п, или ф. Характерна особеност на този вид на триене е, че не се наблюдава в интерфейса между твърда и течна, така и в целия обем на течността.

Единицата за динамичен вискозитет в Международната система единици (SI) е паскал и вторият (Ра · S). Pascal-вторият е равна на динамичния вискозитет на средата, в която срязване стрес в ламинарен (подредени) в рамките и при разлика скорост слоя, на разстояние от 1 m в посока перпендикулярна на скоростта на 1 м / сек, е 1 Ра.

Кинематичен вискозитет е динамичен вискозитет на среда спрямо плътността при същата температура:

Устройството на кинематичен вискозитет е в SI квадратни метра за секунда (m2 / сек). Когато кинематичен вискозитет от 1 m2 / и динамичен вискозитет на средна плътност 1 кг / м3 равно на 1 Pa * е.

Често се използва като относителна стойност, или условно, вискозитет (BV) - съотношението на вискозитета на течността, вискозитета на вода при същата температура (виж по-долу.).

Широк диапазон от стойности на вискозитета, както и необходимостта от измерване на вискозитета при ниски или високи температури и налягания резултати в голямо разнообразие от методи за определяне на вискозитета и структурата на вискозиметри.

типове вискозиметри

В зависимост от капилярен вискозиметър на метод за измерване разделена на (вискозиметри поток), сферични, въртене, вибрации и ултразвукови.

При използване на капилярни вискозиметри измерени време на известно количество (обем) на флуидния поток през капилярна тръбичка от определен диаметър. Стъклени капилярни вискозиметри са по-склонни да бъдат използвани в практиката на химически лаборатории.

При използване на сферични вискозиметри измерват скоростта на спад на топката в тест флуид - тя е по-малък, по-вискозен флуид.

В ротационни Вискозиметри измерения въртящ момент или въртене ъглова скорост на един от два коаксиални органи, разликата между които тест флуид. ОБЛАСТ 0,5-1000000 вискозитет измерване Pa * е. Те са широко използвани за определяне на високи течности и разтвори на полимерни съединения вискозитета.

измерване Вискозитет вибрираща вискозиметри въз основа на амплитудата на трептенията в изследваната телесна течност на вискозитета.

Ултразвукови вискозиметри измерване на степента на затихване на трептенията на магнитострикционен материал се поставя в тест течност.

Независимо от дизайна на вискозиметър, определяне на вискозитет трябва да се извършва под строг контрол на температурата.

Стъклени капилярни вискозиметри

За измерване на вискозитета на течности са прозрачни вискозиметри IWF-1, 2-IWF, като Pinkevich, VPZHM, като непрозрачен - (. Фигура 204) разрешение.

Кинематичният вискозитет на течността V е равна на произведението на изтичането на времето т през капиляра някои от обема си на вискозиметър константа С константата С е независим от температура и се определя само от геометричните размери на вискозиметър.

За определяне на константата на вискозиметър използва модели течности с известна кинематичен вискозитет. Измерване на времето на потока на специфичен обем на референтната течност е решена вискозиметър постоянно:

Вискозиметри са на разположение с различни капиляри, диаметър на капилярната силно се отразява на константата вискозиметър. Всяка група има девет вискозиметри вътрешни диаметри капилярни на които варират между 0,34-5,5 мм, което съответства на стойностите С = 0,003-30 CST / сек. Определете вискозиметър тип Pinkevich се състои от 11 Вискозиметьрът капиляри с диаметър от 0.4 до 4.0 mm.

Като референтна течност за калибриране на вискозиметри нисковискозни течности може да бъде дестилирана вода, редестилиран, кинематичен вискозитет, който се приема равно на 1.0067 CST / сек при 20 ° С и 0.89748 сантистокса / сек при 25 ° С

Според съществуващото състояние на всеки капилярен вискозиметър сглобяемо трябва да бъде снабден с паспорт, където тя съдържа константа. Така че IWF вискозиметри-1, 2-IWF, разрешително, издадено със стойността на константата C: 0,003; 0.01; 0.03; 0.1; 0.3; 1; 3; 10 и 30 CST / сек. Постоянен тип вискозиметри VPMZH 0.01; 0.03; 0.1; 0.3; 1 и 3 CST / сек.

Определяне на кинематичния вискозитет

Методи за определяне на кинематичен вискозитет е практически най-често.

калибриране на вискозиметри

Нови вискозиметри и вискозиметри, са дълго време в експлоатация, трябва периодично да се подлага на проверка на калибрирането.

Калибрирането се състои в определяне на времето на потока чрез позоваване вискозиметър течност. Преди извършване на работа вискозиметър промива последователно с петролев етер, хромат, чешмяна вода и дестилирана вода, алкохол и етер, и след това се продухва с чист, сух въздух.

Нека IWF вискозиметър тип-1 (фиг. 204) е избран за калибриране. В клон тръба 3 постави каучук маркуч свързан към вентилатора, и чрез провеждане на пръст крака 2, обърнат вискозиметър потопен отвор коляното 1 в съд с позоваване течност го смучат в вискозиметър с вентилатор или струйна помпа за М2 маркери, като се гарантира, че за разширения 4 и 5 не се образуват течни паузи. След крака 1 се отделя от течността и се отстранява от маркуч изходящата тръба 3.

На едно коляно 1 носи гумена тръба; вискозиметър потопен в течност термостат така че разширение 4 се появява в течността и да се засили вертикално от стойка скоба. Друг скоба засили термометър крушка който трябва да бъде на нивото на средата на капиляра 6. Температурата на пещта се установява на 20 ± 0,2 ° С и вискозимер се държи при тази температура в продължение на 10-15 минути.

След вентилатора или помпа, свързана с гумена тръба, течността се всмуква в един крак на около 1/3 от височината му, като се уверите не образуват течни прекъсвания или мехурчета. Спирането на засмукването, получаване на течността да протича в разширяването на 5 се наблюдава и понижаване на нивото на течността. След като нивото на отпадъчни води докосвания М1 етикети включват хронометър; когато нивото на течността докосва марка m2, хронометърът се спира. След заснемане на изтичане на течност, повтарящи се на определението за най-малко четири пъти. След това, вискозиметър се промива, суши се, повторно запълване на референтната течност и отново произвеждат най-малко четири определяния.

Ако разликата между средното време от два опита не надвишава 0,3%, след намирането на средната аритметична стойност на изтичане на времето Т на референтния течност в двата експеримента, както и изчисляване на константата вискозиметър:

Осъществяване на определянето

Определяне на времето на изпитвателната течност вискозиметър през абсолютно същите, както по време на калибрирането с препратка получили. Необходимо е само да се има предвид, че докато предварително инкубиране с вискозиметър на изпитваното вещество в термостат трябва да се увеличава с повишаване на температурата на теста (10 минути при 20 ° С за 20 минути при 100 ° С).

На средната аритметична стойност на течност време изтичане вискозиметър определена с точност до 0,1 S и изчисляване кинематичен вискозитет (в СПС) с формула:

където С - постоянна вискозиметър CST / и; m - средноаритметичната път на потока на течност от; г - земно ускорение на мястото на измерване на вискозитета, cm / s2 (може да г / 980,7 = 1, ако допълнителна грешка от 0.02% няма ефект); К - коефициент, отразяващ промяната в хидростатично налягане в резултат на разширяването му по време на нагряването; IWF 1 до К = 1; за IWF-IWF-2 и К = 1 4 ± 0,00004 DT; да позволи К = 1 ± 0,000087 DT; VPZHM за К = 1 ± 0,000074 DT (DT - разликата между температурата на флуида при попълване на вискозиметър и определяне на вискозитета).

Определяне на динамичен вискозитет на разредени разтвори на полимери (ГОСТ 18249-72)

Концентрацията на разтвора на полимер е избран така, че съотношението на изтичане на времето Т на разтвора за времето на изтичане на разтворителя е 1.2-1.6. В съответствие с тази мотика вискозиметър.

Количеството на пробата от полимер, изборът на разтворител, обема и разтваряне условия са посочени в стандартите или спецификациите активен полимер.

При определяне вискозиметри типа вискозитет IWF-2 разтвори се приготвят четири концентрации вискозиметър IWF-1-он концентрация; разтвори на по-ниски концентрации, получени чрез разреждане на вискозиметър. За тази вискозиметър изсипва 13-16 мл време поток разтвор, измерена след това се прибавя последователно и измереното количество разтворител преди всеки следващ път измерване изтича смесва старателно. Концентрацията на разреден разтвор на А1 се изчислява по формулата:

където А - концентрацията на полимерния разтвор се излива в вискозимер, г / мл; V - обем на разтвор на вискозиметър мл; V1 - обем на разтворителя прибавя мл.

вискозиметър тип IWF-2 е изпълнен с чист разтворител или разтвор по същия начин, както е описано по-горе. Отклонения инкубиране температура не трябва да надвишава при стайна температура ± 0,05 ° С, при повишена ± 0,15 ° С ниво Thermostatting течност трябва да бъде 3-4 см под горния край на Вискозиметьрът коляното.

След 15 минути инкубиране вискозиметър с време на разтворител или полимерен разтвор поток от разтворител е решена m0 или разтвори на различни концентрации на т. С този резултат от средната аритметична стойност на най-малко три определения, разликата между тях не трябва да надвишава 0.4 и.

Динамичният вискозитет на разредени разтвори или п n0 разтворител (в сантипоаза) се изчислява по формулата:

където С - постоянна вискозиметър CST / и; р p0 - плътността на полимерния разтвор или на разтворителя при температурата на изпитването, г / см3; т, m0 - изтичане на разтвор или разтворител с.

Определяне на вискозитета

Метод за определяне на относителния вискозитет се прилага за петролни продукти, бои и други вискозни течности, чийто вискозитет не може да се определи като се използва стъклен капилярен вискозиметри. В продължение на няколко вискозитет масло е нормализирана в произволни единици.

Относителен вискозитет е съотношението на времето поток чрез вискозиметър тип TR 200 мл тест продукт по време на изтичане на тестовите 200 мл дестилирана вода при 20 ° С, която е константа (воден номер) на устройството. Това съотношение се изразява като брой конвенционални градуса.

Капацитетът на вода на вискозиметър трябва да бъде контролирана лабораторна организация, която е собственик на устройството.

Вискозитет при температура т е обозначен с VUT.

Инструмент за измерване на относителния вискозитет е вискозиметър тип TA-4 (фиг. 205). Той се състои от съд 1 с тръба 8 в дъното. Резервоарът се поставя в съда 2 служи като вода или маслена баня. Резервоарът се затваря с два отвора. В един от отворите е поставена дървена прът 6, който затваря тръбата 8; термометър се поставя в друг 4. Във вътрешността на резервоара 1 на еднакво разстояние от дъното, прикрепени три нокти огънати нагоре под прав ъгъл щифт 5. Както е разположен на нивото на питейна течност резервоара за проба, и освен това, тези щифтове са използвани за монтиране на инструмента в хоризонтално позиция. Във външния резервоар 7 поставя бъркалка и термометър със скала от 10 до 110 ° С и мащаб фактор 1 ° С

Уредът се поставя на статив стомана 10, в която има два поставените винтове 9. крака за загряване на флуид в термостатиран съд от 2 е прикрепен към статив или газова горелка устройство е снабдена с електрическо отопление устройство с температурен контролер.

За измерване на обема на течност, преминаващ от вискозимер прикрепена към специална мерителна колба устройство, калибриран при 20 ° С в 200 мл.

Определяне на воден вискозиметър ОТ

Вътрешният резервоар се промива последователно с петролев или диетилов етер, етилов алкохол и дестилирана вода и се суши на въздух. След това, вискозиметър се вмъква в прорезите на краката на триногата и закрепени с винтове. Изходът 3 е затворен чист прът 6. Във вътрешния контейнер 1 вискозимер излива филтрува дестилирана вода до ниво, при което върхът на трите щифтове 5 едва издадени над огледалната повърхност вода; температура на водата трябва да бъде 20 ± 0,2 ° С

Вода същата температура и запълване външния съд 2. мерителна колба заместен при изпускателния тръбопровод 8, вътрешния резервоар и повдигане прът 6, цялата вода източена от резервоара в колбата, не е измерване на времето на потока; където водата изпълва цялата тръба 8, в долния край на който виси капка вода. Понижаването на буталния прът 6 към изхода 3, отново внимателно се излива от колбата в резервоара за вода на стъклена пръчка; изпразни колба поддържа в продължение на 1-2 минути над резервоара в обърнато положение и след това отново заместен с водосточната тръба.

Водата във вътрешния съд и външния съд е напълно смесен: първата - завъртане на капака около пръта 6, във втория - бъркалка 7. След потвърждаване, че температурата на водата в двата съда равни на 20 ° С и в рамките на 5 минути отклонението на температурата не надвишава ± 0,2 ° с вдигне кратко движение прът 6, в същото време разпенващ хронометър и вода се наблюдава, изтичащи от резервоара. В момента, в долния край на менискуса достигне маркировката пръстеновидно на колбата, хронометърът се спира. Наблюдение на времето на изтичане 200 мл дестилирана вода се повтарят най-малко 4 пъти. За стандартно време вискозиметър потока 200 мл вода при 20 ° С трябва да бъде равен на 51 ± 1 с.

Осъществяване на определянето

Резервоар 1 се промива и се суши преди всяко определяне. Отворът за изтичане е затворен буталото 6 и вътрешния контейнер се запълва с тест течност, предварително загрята определяне малко по-високо предварително определена температура. Нивото на течността попълнено да бъде малко над върховете на щифтове 5.

В контейнера 2 се излива във вода (при определяне на вискозитета до 80 ° С) или парафиново масло, нагрява определяне малко по-високо предварително определена температура.

Бране на ядро ​​малко 6, оставя се да се отцеди излишната течност под тест, така че върхът на трите щифтове едва забележимо се откроява над нивото на течността.

Чрез настройване на вискозиметър, капака и под отвора за изтичане представляват специален чист мерителна колба от 200 мл, докато леко завъртане на устройството за капака на пръчка, в която се поставя термометър.

Когато термометърът ще показва точното определение на дадена температура, е необходимо да се изчака 5 минути, бързо премахване на пръта и нека хронометъра едновременно. Когато течността в колбата достигне точно до марката, хронометърът се спира и времето за броене до изтичането на 0.2 секунди.

Условен вискозитет при температура Т градуса в конвенционален вискозитет се изчислява по формулата:

където Tt - изтичане на времето на вискозиметър 200 мл тест продукт при температура Т, S; tH2O - воден капацитет вискозиметър с.