Что такое кинематический вискозиметр?

Что такое кинематический вискозиметр?

Кинематический вискозиметр — это важный измерительный прибор, используемый для определения кинематической вязкости жидкости.

Кинематическая вязкость, часто называемая «счетчиком кинематической вязкости», количественно определяет, насколько устойчива жидкость к течению. Важно отличать кинематическую вязкость от «вязкости», которая измеряет липкость или густоту жидкости. В то время как вязкость оценивает, как объекты движутся в жидкости, кинематическая вязкость оценивает собственное сопротивление жидкости движению. Кинематическая вязкость определяется как вязкость, деленная на плотность жидкости в том же состоянии вязкости, и кинематический вискозиметр — это прибор, используемый для ее измерения.

И вязкость, и кинематическая вязкость измеряются с помощью шести типов вискозиметров.

Применение кинематического вискозиметра

Кинематические вискозиметры широко используются при проверке и разработке жидких продуктов, поскольку кинематическая вязкость является критическим параметром, который влияет на обработку материалов и свойства. Например, в пищевой промышленности изменения вязкости влияют на пригодность напитков для питья, а на кремообразные пищевые продукты влияют простота обращения и характеристики таяния во рту.

Кроме того, кинематические вискозиметры играют важную роль в контроле качества, проверке и разработке продукции в различных отраслях промышленности, включая нефтехимию, фармацевтику, лакокрасочную промышленность и производство промышленных масел.

Принцип работы кинематического вискозиметра

Кинематические вискозиметры измеряют кинематическую вязкость с помощью различных методов. Эти методы включают капиллярный вискозиметр, вискозиметр с падающим шариком, концентрический двухцилиндровый ротационный вискозиметр, одноцилиндровый ротационный вискозиметр, плоский ротационный вискозиметр и осциллирующий вискозиметр.

Все эти методы оценивают кинематическую вязкость путем деформации жидкости, например, путем ее вращения, пропускания через узкую трубку, погружения шарика или вибрации, а затем оценивают изменения, вызванные этими действиями.

Типы кинематических вискозиметров

Существует четыре типичных типа кинематических вискозиметров, за исключением капиллярного вискозиметра, который измеряет вязкость напрямую. Чтобы получить кинематическую вязкость, необходимо разделить вязкость на плотность жидкости.

1. Капиллярный вискозиметр

Капиллярный вискозиметр вычисляет кинематическую вязкость, пропуская образец жидкости через небольшую трубку и измеряя время, необходимое для протекания. В отличие от других методов, капиллярный вискозиметр напрямую определяет кинематическую вязкость. Это экономически эффективная и давно зарекомендовавшая себя технология.

2. Вискозиметр с падающим шариком

Вискозиметры с падающим шариком определяют вязкость, падая шарик в жидкость и измеряя время, необходимое для падения шарика. Этот метод подходит для широкого диапазона вязкостей в ньютоновских жидкостях, которые сохраняют постоянную вязкость независимо от скорости сдвига.

3. Ротационный вискозиметр

Ротационные вискозиметры измеряют вязкость, измеряя крутящий момент, оказываемый на цилиндрическую поверхность, когда цилиндрический ротор вращается внутри образца жидкости с постоянной скоростью. Существует несколько типов ротационных вискозиметров, включая коаксиальный двухцилиндровый тип, одноцилиндровый тип и тип конус-пластина. Тип конус-пластина особенно полезен для исследования свойств жидкости неньютоновских жидкостей путем изменения скорости вращения.

4. Вибровискозиметр

Вибровискозиметры оценивают вязкостное сопротивление вибрирующего компонента, погруженного в образец, подвергаемый определенным частотам вибрации. Преимуществом вибровискозиметров является их способность измерять вязкость, даже когда жидкость находится в движении.

Дополнительная информация о кинематическом вискозиметре

1. Единицы кинематической вязкости

Единица СИ для кинематической вязкости — м²/с. Раньше использовалась единица Ст (Стокс) = см²/с, где 1 м²/с соответствовал 1 сСт (сантистокс). Вязкость измеряется в Па-с в единицах СИ и в П (пуаз) или сП (сантипуаз) в старых единицах.

2. Отличие от вязкости

Важно признать, что кинематическая вязкость и вязкость демонстрируют значительную разницу в своей связи с плотностью. При сравнении кинематической вязкости и вязкости различных жидкостей их связь существенно меняется. Например, если сравнивать воду и сухой воздух, сухой воздух имеет кинематическую вязкость примерно в 15 раз больше, чем у воды, в то время как его вязкость составляет всего лишь приблизительно 1/55 от вязкости воды. Эти различия в значительной степени обусловлены существенной разницей в плотности воды и сухого воздуха. В случае вязких жидкостей, таких как трансмиссионное масло, как кинематическая вязкость, так и вязкость значительно выше, чем у воды.