Co to jest wiskozymetr kapilarny?

Wiskozymetr kapilarny to przyrząd służący do pomiaru lepkości lub grubości cieczy poprzez pomiar czasu, przez jaki ciecz przepływa przez rurkę o małej średnicy lub kapilarę. Czas przepływu lub wypływu jest wprost proporcjonalny do lepkości kinematycznej cieczy i może być przeliczany bezpośrednio na lepkość za pomocą współczynnika konwersji unikalnego dla każdego przyrządu. Lepkość zasadniczo zależy od temperatury, więc wiskozymetr kapilarny jest zwykle stosowany w łaźni wodnej o kontrolowanej temperaturze ustawionej na określoną temperaturę.

Lepkość można traktować jako tarcie wewnętrzne cieczy lub jej tendencję do powstrzymywania płynięcia. Lepkość jest zatem ważną właściwością płynów. Ma to zasadnicze znaczenie w smarach, farbach, napojach i we wszystkich przypadkach, w których ciecz musi być przenoszona, mieszana lub manipulowana.

Wiskozymetr kapilarny może mieć dowolny z kilku wzorów, ale najbardziej powszechny jest wiskozymetr w kształcie litery U lub Ostwald, z których typowe są typy Cannon-Fenske i Ubbelohde. Wiskozymetr kapilarny Cannon-Fenske to kawałek szklanej rurki w kształcie litery U z dwiema szklanymi żarówkami lub komorami na jednym ramieniu, oddzielonymi skalibrowaną długością rurki kapilarnej. Kolejna żarówka znajduje się nisko na drugim ramieniu, do którego ładowana jest próbka. Próbka i wiskozymetr kapilarny są następnie zawieszane w łaźni wodnej o stałej temperaturze i pozostawione do osiągnięcia równowagi termicznej.

Po osiągnięciu równowagi termicznej próbka jest wciągana do górnej komory i rozpoczyna się badanie. Próbka testowa przepływa z górnej komory do dolnej przez kapilarę i mierzony jest czas wypływu lub czas potrzebny do przejścia przez długość kapilary. Wiskozymetry kapilarne są dostarczane z współczynnikiem konwersji dostarczonym przez producenta, który umożliwia obliczenie lepkości kinematycznej bezpośrednio z czasu wypływu.

W przypadku cieczy o wysokiej lepkości można stosować roztwory tych substancji w odpowiednim rozpuszczalniku i określać pomiary lepkości roztworów w różnych stężeniach. Konstrukcja wykresu wykreślającego stężenie procentowe w funkcji lepkości pozwala ustalić lepkość czystej cieczy poprzez ekstrapolację wykresu do zerowego stężenia rozpuszczalnika.

W systemie Standard International (SI) lepkość jest mierzona w jednostkach Pa * s lub sekundach Pascala. Jest to jednak dość wysokie w przypadku większości cieczy i bardziej powszechne jest mierzenie lepkości w jednostkach mPa * s lub mili-Pascal * sekunda, co stanowi jedną tysięczną sekundy Pascal * sekundy. W systemie cgs, wciąż używanym przez American Society of Testing and Materials, jednostką lepkości jest pula, a częściej centipoise (cP), która jest setną pauzy. Zarówno system SI, jak i system cgs są oparte na systemie metrycznym, więc konwersja między nimi jest prosta, a 1 cP jest równy 1 mPa * s.