Co to jest wiskozymetr kapilarny?

Wiskozymetr kapilarny to przyrząd używany do pomiaru lepkości lub grubości cieczy poprzez pomiar czasu potrzebnego na przepływ cieczy przez rurkę o małej średnicy lub kapilarę. Czas przepływu lub wypływu jest wprost proporcjonalny do lepkości kinematycznej cieczy i można go bezpośrednio przeliczyć na lepkość przy użyciu współczynnika konwersji unikalnego dla każdego przyrządu. Lepkość jest generalnie zależna od temperatury, dlatego wiskozymetr kapilarny jest zwykle używany w łaźni wodnej o kontrolowanej temperaturze ustawionej na określoną temperaturę.

Lepkość można traktować jako wewnętrzne tarcie cieczy lub jej tendencję do opierania się przepływowi. Lepkość jest zatem ważną właściwością płynów. Ma krytyczne znaczenie w smarach, farbach, napojach iw każdym przypadku, gdy ciecz musi być przenoszona, mieszana lub manipulowana.

Wiskozymetr kapilarny może mieć dowolną z kilku konstrukcji, ale najczęściej stosuje się wiskozymetr w kształcie litery U lub Ostwalda, z których typowe są typy Cannon-Fenske i Ubbelohde. Wiskozymetr kapilarny Cannon-Fenske to kawałek szklanej rurki w kształcie litery U, w którym na jednym ramieniu znajdują się dwie szklane bańki lub komory, oddzielone kalibrowaną długością rurek kapilarnych. Inna żarówka jest nisko na drugim ramieniu, do którego ładowana jest próbka. Próbkę i wiskozymetr kapilarny zawiesza się następnie w łaźni wodnej o stałej temperaturze i pozostawia do osiągnięcia równowagi termicznej.

Po osiągnięciu równowagi termicznej próbka jest wciągana do górnej komory i rozpoczyna się test. Badanej próbce pozwala się przepływać z górnej komory do dolnej przez kapilarę i mierzy się czas wypływu lub czas potrzebny na przejście długości kapilary. Lepkościomierze kapilarne dostarczane są z dostarczonym przez producenta współczynnikiem konwersji, który umożliwia obliczenie lepkości kinematycznej bezpośrednio na podstawie czasu wypływu.

W przypadku cieczy o dużej lepkości można stosować roztwory tych substancji w odpowiednim rozpuszczalniku i dokonywać pomiarów lepkości roztworów w różnych stężeniach. Konstrukcja wykresu przedstawiającego procent stężenia w funkcji lepkości pozwala na określenie lepkości czystej cieczy przez ekstrapolację wykresu do zerowego stężenia rozpuszczalnika.

W systemie Standard International (SI) lepkość jest mierzona w jednostkach Pa*s lub paskalosekundach. Jest to jednak dość wysokie dla większości cieczy i częściej mierzy się lepkości w jednostkach mPa*s lub mili-Pascal*sekundy, co stanowi jedną tysięczną Pascal*sekundy. W systemie cgs, nadal używanym przez Amerykańskie Towarzystwo Badań i Materiałów, jednostką lepkości jest puaz, lub częściej centypuaz (cP), który jest jedną setną puazów. Zarówno układ SI, jak i układ cgs są oparte na systemie metrycznym, więc konwersja między nimi jest prosta, a 1 cP jest równy 1 mPa*s.