Viskoziteti i lëngjeve të ndryshme matet me pajisje speciale - viskometra. Sipas karakteristikave dhe dizajnit, dallohen disa lloje të këtyre pajisjeve. Njëri prej tyre është një viskometër rrotullues i aftë për të vlerësuar përshkueshmërinë e një mediumi.
Llojet e pajisjeve
Instrumentet që përdoren për të matur viskozitetin e një lëngu zakonisht ndahen në tre grupe të mëdha:
Viskometer kapilar
Viskometer mekanik
Viskometer rrotullues
Le të shqyrtojmë secilën prej specieve në më shumë detaje.
Pajisjet mekanike
Kategoria e viskometrave mekanikë është një sërë instrumentesh të ndryshme bazuar në vetitë mekanike të lëngjeve. Këta mund të jenë matës rezonantë, flluskash, të tipit topi. Nëse dy llojet e para përdoren më shpesh në laborator, atëherë kjo e fundit gjendet në jetën e përditshme. Parimi i tij i funksionimit bazohet në zbulimin e Galileos.
Brenda pajisjes ka një "kabinë" ku ndodhet topi. Pas mbushjes së pajisjes me lëng,viskoziteti i të cilit duhet të përcaktohet, topi bie. Matet koha e saktë e nevojshme që topi të bjerë në zonën e kontaktit. Viskoziteti i kushtëzuar përcaktohet nga ky interval kohor.
Pajisjet e tipit kapilar
Viskometri kapilar në dizajnin e tij ka një tub të hollë me një diametër të njohur. Lëngu i provës rrjedh nëpër këtë tub. I njëjti lëng kalohet edhe përmes një tubi me diametër të madh, brenda të cilit nuk krijohet asnjë efekt kapilar. Më shpesh, lëngu rrjedh nën forcën e gravitetit (d.m.th. nga lart poshtë). Por në disa pajisje krijohet presion artificial. Koha e nevojshme për rrjedhjen e lëngut nga të dy tubat matet. Më tej, diferenca e tyre llogaritet. Vlera e viskozitetit do të jetë proporcionale me vlerën e këtij ndryshimi.
Pajisjet e këtij lloji janë të thjeshta, por të mëdha. Një pengesë tjetër është se viskoziteti i lëngut të matur nuk duhet të kalojë 12 kPas. Kjo vlerë korrespondon me lëngjet që rrjedhin mirë. Lëngjet më të trasha, ose ato me gunga, nuk mund të maten në këtë rast.
Viskometer rrotullues: parimi i funksionimit
Dizajni i njehsorëve të këtij lloji është një cilindër, brenda të cilit vendoset një sferë. Sfera e brendshme lëviz me një shpejtësi të caktuar për shkak të makinës elektrike të lidhur.
Ka një hapësirë midis cilindrit dhe sferës, e cila është e mbushur me lëngun e hulumtuar. Në këtë rast, rezistenca ndaj lëvizjes së sferës ndryshon. Në këto pajisje matet pikërisht varësia e rezistencëslëngu dhe shpejtësia e rrotullimit. Këto parametra janë fiksuar si rezultat i testit.
Nuk ka gjithmonë një sferë brenda një cilindri. Mund të zëvendësohet nga një disk, një kon, një pjatë ose një cilindër tjetër. Distanca midis trupit të jashtëm dhe të brendshëm është disa milimetra për të krijuar një forcë fërkimi. Vlera e rezistencës përcaktohet nga sensorë. Sa më shumë të vendosen, aq më e saktë do të jetë vlera. Prandaj, çmimi i pajisjes do të rritet.
Viskometri rrotullues është i përshtatshëm për lëngje, viskoziteti i të cilëve varion nga një mijë deri në miliona Pas. Shpejtësia e rrotullimit të trupit të brendshëm luan një rol të rëndësishëm. Varet nga saktësia e matjes. Sa më e ngad altë të jetë shpejtësia, aq më e saktë është matja. Instrumentet me një shpejtësi minimale rrotullimi janë shumë të sakta, por janë gjithashtu të shtrenjta.
Llojet e viskometrave rrotullues
Parimi i funksionimit të pajisjes së përshkruar më sipër është tipik për viskometrin Brookfield. Ky është pajisja matës më e thjeshtë e këtij lloji. Por trupi i brendshëm nuk lëviz gjithmonë. Në disa raste, cilindri i jashtëm rrotullohet. Kjo është arsyeja pse viskometri rrotullues mund të jetë dy llojesh: me cilindër fiks dhe matës rrotullues.
Trupi i brendshëm i viskometrave të rrotullimit është i varur në qendër në një fije elastike. Kur cilindri i jashtëm rrotullohet, lëngu që matet gjithashtu fillon të lëvizë. Kur rrotullohet, edhe cilindri rrotullohet. Këndi i rrotullimit të cilindrit të brendshëm balancohet nga momenti i fërkimit të lëngut rrotullues.
Gabimi në matje ndodh për shkak të pjesës së poshtme të cilindrit të brendshëm. Shkencëtarë të ndryshëm janë përpjekur ta zgjidhin këtë problem në mënyrën e tyre. Më shpesh, pjesa e poshtme bëhej konkave. Kur mbushni lëngun, ajri mbetet në konkavitet. Kjo zvogëlon fërkimin në pjesën e poshtme. Shkencëtarët Gatchek, Kuett vendosën cilindrin e brendshëm në unaza mbrojtëse. Kjo zvogëloi turbulencat e skajeve të saj. Volorovich përdori një kapele të lartë, por të ngushtë. Në këtë rast, gabimi për shkak të pjesës së poshtme u bë i parëndësishëm. Një numër shkencëtarësh përdorën instrumente në të cilat distanca midis cilindrave ishte shumë e vogël. Në të njëjtën kohë, pjesa e poshtme e pajisjes nuk ishte e mbushur me lëng.
Viskometri rrotullues në dizajnin e tij ka shumë opsione. Por gjithmonë ka avantazhet e shkathtësisë, madhësisë së vogël, gabimit të vogël dhe kostos së ulët. Është falë këtyre karakteristikave që pajisja është bërë kaq popullore.
