Capillaire Viscositeitsmeters: Precieze Meting Van Vloeistofvicositeit

Een capillaire viscositeitsmeter is een instrument gebruikt om de viscositeit, of dikte, van een vloeistof te meten door te meten hoe lang het duurt voordat de vloeistof door een smalle buis, of capillaire, vloeit. De stromingstijd, of efflux-tijd, is recht evenredig met de kinematische viscositeit van de vloeistof, en kan direct omgerekend worden naar viscositeit door gebruik te maken van een conversiefactor uniek voor elk instrument. Viscositeit is doorgaans temperatuurafhankelijk, dus de capillaire viscositeitsmeter wordt meestal gebruikt in een gecontroleerd-temperatuur waterbad ingesteld op een specifieke temperatuur.

Viscositeit Als Interne Wrijving

Viscositeit kan worden gezien als de interne wrijving van een vloeistof, of zijn neiging om te weerstaan tegen vloeien. Viscositeit is dus een belangrijke eigenschap van vloeistoffen. Het is van kritiek belang in smeermiddelen, verf, dranken, en in elk geval waar een vloeistof moet worden overgebracht, geroerd, of gemanipuleerd.

Ontwerpen: U-Vormige (Ostwald) Types

Een capillaire viscositeitsmeter kan verschillende ontwerpen hebben, maar het meest voorkomende is de U-vormige of Ostwald-viscositeitsmeter, waarvan de Cannon-Fenske en Ubbelohde typen typisch zijn. Een Cannon-Fenske capillaire viscositeitsmeter is een U-vormig stuk glazen buis met twee glazen bollen of kamers op de ene arm, gescheiden door een gekalibreerde lengte capillaire buis. Een andere bol zit laag op de andere arm, waaraan het monster toegevoegd wordt. Het monster en de capillaire viscositeitsmeter worden vervolgens in een vast-temperatuur waterbad gehangen en toegestaan om thermisch evenwicht te bereiken.

Meetprocedure

Eenmaal thermisch evenwicht bereikt, wordt het monster opgetrokken in de bovenste kamer, en begint de test. Het testmonster wordt toegestaan te vloeien van de bovenste kamer naar de onderste door de capillaire, en de efflux-tijd, of de tijd die het kost om de lengte van de capillaire af te leggen, wordt gemeten. Capillaire viscositeitsmeters worden geleverd met een door de fabrikant geleverde conversiefactor waarmee de kinematische viscositeit direct berekend kan worden uit de efflux-tijd.

Hoge Viscositeit Vloeistoffen

Voor hoog-viscose vloeistoffen kunnen oplossingen van deze stoffen in geschikte oplosmiddelen gebruikt worden en metingen van de viscositeiten van de oplossingen bij diverse concentraties bepaald worden. Het construeren van een grafiek die procentuele concentratie versus viscositeit uitzet, stelt de viscositeit van de zuivere vloeistof te vinden door het grafiek naar nul oplosmiddelconcentratie te extrapoleren.

Eenheden

In het Standaard Internationaal (SI) stelsel wordt viscositeit gemeten in eenheden van Pa·s, of Pascal seconden. Dit is tamelijk hoog voor de meeste vloeistoffen, en het is gebruikelijker om viscositeiten te meten in eenheden van mPa·s, of milli-Pascal·seconde, wat een duizendste van een Pascal·seconde is. In het cgs-systeem, nog steeds gebruikt door de American Society for Testing and Materials, is de eenheid van viscositeit de poise, of meer gebruikelijk, de centipoise (cP), wat een honderdste van een poise is. Zowel het SI- als het cgs-systeem zijn gebaseerd op het metriek stelsel, dus conversie tussen hen is eenvoudig, en 1 cP is gelijk aan 1 mPa·s.