Τι είναι το τριχοειδές ιξωδόμετρο;

Ένα τριχοειδές ιξωδόμετρο είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση του ιξώδους ή του πάχους ενός υγρού μετρώντας πόσο χρόνο χρειάζεται το υγρό για να ρέει μέσω ενός σωλήνα μικρής διαμέτρου ή τριχοειδούς. Ο χρόνος ροής ή εκροής είναι ευθέως ανάλογος με το κινηματικό ιξώδες του υγρού και μπορεί να μετατραπεί απευθείας σε ιξώδες με τη χρήση ενός συντελεστή μετατροπής μοναδικό για κάθε όργανο. Το ιξώδες εξαρτάται γενικά από τη θερμοκρασία, επομένως το τριχοειδές ιξωδόμετρο χρησιμοποιείται συνήθως σε ένα λουτρό νερού ελεγχόμενης θερμοκρασίας που έχει ρυθμιστεί σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία.

Το ιξώδες μπορεί να θεωρηθεί ως η εσωτερική τριβή ενός υγρού ή η τάση του να αντιστέκεται στη ροή. Το ιξώδες είναι επομένως μια σημαντική ιδιότητα των υγρών. Είναι ζωτικής σημασίας σε λιπαντικά, χρώματα, ποτά και σε κάθε περίπτωση όπου ένα υγρό πρέπει να μεταφερθεί, να αναδευτεί ή να χειριστεί.

Ένα τριχοειδές ιξωδόμετρο μπορεί να έχει οποιοδήποτε από τα διάφορα σχέδια, αλλά το πιο κοινό είναι το ιξωδόμετρο σχήματος U ή Ostwald, του οποίου οι τύποι Cannon-Fenske και Ubbelohde είναι τυπικοί. Ένα τριχοειδές ιξωδόμετρο Cannon-Fenske είναι ένα κομμάτι γυάλινης σωλήνωσης σχήματος U που φέρει δύο γυάλινους βολβούς ή θαλάμους στον ένα βραχίονα, που χωρίζονται από ένα βαθμονομημένο μήκος τριχοειδούς σωλήνα. Ένας άλλος λαμπτήρας βρίσκεται χαμηλά στον άλλο βραχίονα, στον οποίο φορτίζεται το δείγμα. Στη συνέχεια, το δείγμα και το τριχοειδές ιξωδόμετρο αιωρούνται σε υδατόλουτρο σταθερής θερμοκρασίας και αφήνονται να έρθουν σε θερμική ισορροπία.

Μόλις επιτευχθεί η θερμική ισορροπία, το δείγμα αντλείται στον άνω θάλαμο και ξεκινά η δοκιμή. Το δείγμα δοκιμής αφήνεται να ρέει από τον άνω θάλαμο προς τον κάτω μέσω του τριχοειδούς και μετράται ο χρόνος εκροής ή ο χρόνος που χρειάζεται για να διασχίσει το μήκος του τριχοειδούς. Τα τριχοειδή ιξωδόμετρα διαθέτουν συντελεστή μετατροπής που παρέχεται από τον κατασκευαστή, ο οποίος επιτρέπει τον υπολογισμό του κινηματικού ιξώδους απευθείας από τον χρόνο εκροής.

Για υγρά υψηλού ιξώδους, μπορούν να χρησιμοποιηθούν διαλύματα αυτών των ουσιών σε κατάλληλο διαλύτη και να προσδιοριστούν μετρήσεις των ιξωδών των διαλυμάτων σε διάφορες συγκεντρώσεις. Η κατασκευή μιας γραφικής παράστασης γραφικής παράστασης ποσοστιαίας συγκέντρωσης έναντι ιξώδους επιτρέπει να βρεθεί το ιξώδες του καθαρού υγρού με παρέκταση του γραφήματος σε μηδενική συγκέντρωση διαλύτη.

Στο σύστημα Standard International (SI), το ιξώδες μετριέται σε μονάδες Pa*s ή σε Pascal δευτερόλεπτα. Αυτό είναι μάλλον υψηλό για τα περισσότερα υγρά, ωστόσο, και είναι πιο συνηθισμένο να μετράμε τα ιξώδη σε μονάδες mPa*s ή milli-Pascal*second, που είναι ένα χιλιοστό του Pascal*sec. Στο σύστημα cgs, που εξακολουθεί να χρησιμοποιείται από την Αμερικανική Εταιρεία Δοκιμών και Υλικών, η μονάδα ιξώδους είναι το poise, ή συνηθέστερα, το centipoise (cP), το οποίο είναι το εκατοστό του poise. Τόσο το σύστημα SI όσο και το σύστημα cgs βασίζονται στο μετρικό σύστημα, επομένως η μετατροπή μεταξύ τους είναι απλή και 1 cP ισούται με 1 mPa*s.