Sıvıların Viskozitesi Nasıl Bulunur?

Bilimsel ve endüstriyel birçok durumda, sıvıların viskozitesini bilmek gereklidir. Viskozite, sıvının akmaya karşı direncinin ölçüsüdür. Yüksek viskoziteli sıvılar akışa karşı daha fazla dayanıklıdır ve fiziksel stres ile kolayca deforme olmazlar, oysa düşük viskoziteli sıvılar "ince" ve kolayca akarlar. Sıvıların viskozitesi, birçok farklı türde olan bir viskozimetre olarak bilinen bir alet kullanılarak bulunabilir. Daha az kesin ölçümlerin kabul edilebilir olduğu durumlarda, viskozite basit yerçekimi tabanlı cihazlar kullanılarak da ölçülebilir.

En yaygın viskozimetre türlerinden biri, düşen küre viskozimetresidir. Bu kurulum, bilinen yoğunluk ve ebattaki küçük bir kürenin bir sıvının belirli bir mesafesinden düşmesinin ne kadar sürdüğünü zamanlayarak sıvıların viskozitesini ölçer. Küre, sıvıyla dolu dikey bir tüpe yerleştirilir ve düşerken terminal hızına ulaşmasına izin verilir. Terminal hızında, küreyi yukarı doğru çeken sürükleme kuvveti, onu aşağı doğru çeken yerçekimi kuvvetine eşittir ve küre, düşerken sabit bir hızı koruyarak, hızlanmak için durur. Terminal hız, sıvının ve kürenin yoğunluğu ve kürenin büyüklüğü bilindiğinde, sıvının viskozitesini hesaplamak için bir Stokes yasası formülü kullanılabilir.

Laboratuar ayarlarında kullanılan oldukça basit bir viskozimetre, cam kapiler viskozimetre veya U borulu viskozimetre olarak da bilinen Ostwald viskozimetresidir. Bu U şeklindeki cam tüp cihazı, biri U'nun sol kolunun alt kısmında, diğeri sağın yüksek kısmında olmak üzere iki ampulden oluşur. Sıvı, üst ampulün içine çekildiğinde dikey olarak tutulur ve daha sonra tüpün üzerinde iki işaret bırakarak alt ampulün altına geri akması sağlanır. Sıvıların viskozitesi, cam tüpün çapını, bir sıvının iki işaretten geçmesi için geçen zaman miktarını ve bu sıvının yoğunluğunu çarpanlara katlayarak çıkarılabilir.

Hassas ölçümler gerektiren laboratuvarlar, elektronik içeren ve akışkanlığa batırılmış bir salınımlı piston veya titreşimli rezonatör kullanarak viskoziteyi ölçen daha ayrıntılı viskozimetreler kullanabilir. Boya endüstrisi gibi diğer ortamlarda, sıvıların yaklaşık viskozitesini belirlemek için daha basit fiziksel prensipler kullanılabilir. Bu ölçümler genellikle kinematik viskozite - bir sıvının yerçekiminde akmaya karşı direnci olarak bilinen bir ölçüme dayanır.

Zahn kupası ve Ford viskozite kupası, kinematik viskoziteyi ölçmek için kullanılan yerçekimi bazlı cihazların örnekleridir. Bu cihazlarda, Zahn kupası durumunda sıvı boya veya Ford kupası için motor yağı - kabın dibinde tutulurken küçük bir delikten akar. Sıvı, düştüğü belirli bir noktaya kadar yumuşak bir akışta akar. Sıvının viskozitesine bağlı olarak, farklı zamanlarda kırılma meydana gelir. Kinematik viskozite ölçüsü, bu sürenin saniyeler içinde uygun sıvı için kalibre edilmiş spesifikasyon numarası ile çarpılmasıyla bulunabilir.