La viscosità di vari liquidi viene misurata da dispositivi speciali: viscosimetri. In base alle caratteristiche e al design, si distinguono diversi tipi di questi dispositivi. Uno di questi è un viscosimetro rotazionale in grado di valutare la permeabilità di un mezzo.
Varietà di elettrodomestici
Gli strumenti utilizzati per misurare la viscosità di un liquido sono generalmente divisi in tre grandi gruppi:
Viscosimetro capillare
Viscosimetro meccanico
Viscosimetro rotazionale
Consideriamo ciascuna delle specie in modo più dettagliato.
Dispositivi meccanici
La categoria dei viscosimetri meccanici è una gamma di strumenti diversi basati sulle proprietà meccaniche dei liquidi. Questi possono essere misuratori di tipo risonante, a bolle, a sfera. Se i primi due tipi vengono utilizzati più spesso in laboratorio, il secondo si trova nella vita di tutti i giorni. Il suo principio di funzionamento si basa sulla scoperta di Galileo.
All'interno del dispositivo c'è una "cabina" dove si trova la palla. Dopo aver riempito il dispositivo di liquido,la cui viscosità è da determinare, la palla cade. Viene misurato il tempo esatto necessario affinché la palla cada nell'area di contatto. La viscosità condizionata è determinata da questo intervallo di tempo.
Dispositivi di tipo capillare
Il viscosimetro capillare nel suo design ha un tubo sottile con un diametro noto. Il fluido di prova scorre attraverso questo tubo. Lo stesso liquido viene anche fatto passare attraverso un tubo di grande diametro, all'interno del quale non si crea alcun effetto capillare. Molto spesso, il fluido scorre sotto la forza di gravità (cioè dall' alto verso il basso). Ma in alcuni dispositivi viene creata una pressione artificiale. Viene misurato il tempo impiegato dal liquido per defluire da entrambi i tubi. Successivamente, viene calcolata la loro differenza. Il valore della viscosità sarà proporzionale al valore di questa differenza.
I dispositivi di questo tipo sono semplici ma grandi. Un altro inconveniente è che la viscosità del liquido misurato non deve superare i 12 kPas. Questo valore corrisponde a liquidi che scorrono bene. In questo caso non è possibile misurare liquidi più densi o con grumi.
Viscosimetro rotazionale: principio di funzionamento
Il design dei metri di questo tipo è un cilindro, all'interno del quale è posta una sfera. La sfera interna si muove a una certa velocità a causa dell'azionamento elettrico collegato.
C'è uno spazio tra il cilindro e la sfera, che viene riempito con il liquido indagato. In questo caso cambia la resistenza al movimento della sfera. In questi dispositivi, è proprio la dipendenza della resistenza che viene misuratafluido e velocità di rotazione. Questi parametri vengono fissati come risultato del test.
Non c'è sempre una sfera all'interno di un cilindro. Può essere sostituito da un disco, un cono, una piastra o un altro cilindro. La distanza tra il corpo esterno e quello interno è di pochi millimetri per creare una forza di attrito. Il valore della resistenza è determinato dai sensori. Più sono impostati, più accurato sarà il valore. Di conseguenza, il prezzo del dispositivo aumenterà.
Il viscosimetro rotazionale è adatto per liquidi la cui viscosità varia da mille a milioni di Pas. La velocità di rotazione del corpo interno gioca un ruolo importante. Dipende dalla precisione della misurazione. Più lenta è la velocità, più accurata sarà la misurazione. Gli strumenti con una velocità di rotazione minima sono molto precisi, ma sono anche costosi.
Tipi di viscosimetri rotazionali
Il principio di funzionamento del dispositivo sopra descritto è tipico del viscosimetro Brookfield. Questo è il dispositivo misuratore più semplice di questo tipo. Ma il corpo interiore non si muove sempre. In alcuni casi, il cilindro esterno ruota. Ecco perché il viscosimetro rotazionale può essere di due tipi: con cilindro fisso e misuratori di torsione.
Il corpo interno dei viscosimetri a torsione è sospeso al centro su un filo elastico. Quando il cilindro esterno ruota, anche il liquido da misurare inizia a muoversi. Quando ruota, anche il cilindro ruota. L'angolo di rotazione del cilindro interno è bilanciato dal momento di attrito del fluido rotante.
Si verifica un errore di misurazione dovuto alla parte inferiore del cilindro interno. Vari scienziati hanno cercato di risolvere questo problema a modo loro. Molto spesso, il fondo è stato reso concavo. Durante il riempimento del liquido, l'aria rimane nella concavità. Ciò riduce l'attrito sul fondo. Gli scienziati Gatchek, Kuett hanno posizionato il cilindro interno in anelli protettivi. Ciò ha ridotto la turbolenza delle sue estremità. Volorovich usava un cilindro alto ma stretto. In questo caso, l'errore dovuto al fondo è diventato insignificante. Un certo numero di scienziati ha utilizzato strumenti in cui la distanza tra i cilindri era molto piccola. Allo stesso tempo, la parte inferiore del dispositivo non era piena di liquido.
Il viscosimetro rotazionale nel suo design ha molte opzioni. Ma ha sempre i vantaggi di versatilità, piccole dimensioni, piccolo errore e basso costo. È grazie a queste caratteristiche che il dispositivo è diventato così popolare.
