A viscosidade de vários líquidos é medida por dispositivos especiais - viscosímetros. De acordo com as características e design, vários tipos desses dispositivos são distinguidos. Um deles é um viscosímetro rotacional capaz de avaliar a permeabilidade de um meio.
Variedades de eletrodomésticos
Os instrumentos usados para medir a viscosidade de um líquido são geralmente divididos em três grandes grupos:
viscosímetro capilar
viscosímetro mecânico
viscosímetro rotacional
Vamos considerar cada uma das espécies com mais detalhes.
Dispositivos mecânicos
A categoria de viscosímetros mecânicos é uma gama de diferentes instrumentos baseados nas propriedades mecânicas dos líquidos. Estes podem ser medidores do tipo ressonante, bolha, bola. Se os dois primeiros tipos são usados com mais frequência no laboratório, o último é encontrado na vida cotidiana. Seu princípio de funcionamento é baseado na descoberta de Galileu.
Dentro do aparelho existe uma "cabine" onde fica a bola. Depois de encher o dispositivo com líquido,cuja viscosidade deve ser determinada, a bola cai. O tempo exato necessário para a bola cair na área de contato é medido. A viscosidade condicional é determinada por este intervalo de tempo.
Dispositivos do tipo capilar
O viscosímetro capilar em seu design possui um tubo fino com diâmetro conhecido. O fluido de teste flui através deste tubo. O mesmo líquido também é passado por um tubo de grande diâmetro, dentro do qual não é criado nenhum efeito capilar. Na maioria das vezes, o fluido flui sob a força da gravidade (ou seja, de cima para baixo). Mas em alguns dispositivos a pressão artificial é criada. O tempo necessário para o líquido fluir para fora de ambos os tubos é medido. Em seguida, sua diferença é calculada. O valor da viscosidade será proporcional ao valor desta diferença.
Dispositivos deste tipo são simples, mas grandes. Outra desvantagem é que a viscosidade do líquido medido não deve exceder 12 kPas. Este valor corresponde a líquidos que fluem bem. Líquidos mais espessos, ou com grumos, não podem ser medidos neste caso.
viscosímetro rotacional: princípio de funcionamento
O desenho de medidores deste tipo é um cilindro, dentro do qual é colocada uma esfera. A esfera interna se move a uma certa velocidade devido ao acionamento elétrico conectado.
Existe um espaço entre o cilindro e a esfera, que é preenchido com o líquido investigado. Neste caso, a resistência ao movimento da esfera muda. Nesses dispositivos, é justamente a dependência da resistência que é medidafluido e velocidade de rotação. Esses parâmetros são fixados como resultado do teste.
Nem sempre existe uma esfera dentro de um cilindro. Pode ser substituído por um disco, um cone, uma placa ou outro cilindro. A distância entre o corpo externo e interno é de alguns milímetros para criar uma força de atrito. O valor da resistência é determinado por sensores. Quanto mais eles forem definidos, mais preciso será o valor. Assim, o preço do dispositivo aumentará.
O viscosímetro rotacional é adequado para líquidos cuja viscosidade varia de mil a milhões de Pas. A velocidade de rotação do corpo interno desempenha um papel importante. Depende da precisão da medição. Quanto mais lenta for a velocidade, mais precisa será a medição. Instrumentos com uma taxa de rotação mínima são muito precisos, mas também são caros.
Tipos de viscosímetros rotacionais
O princípio de operação do dispositivo descrito acima é típico para o viscosímetro Brookfield. Este é o dispositivo medidor mais simples deste tipo. Mas o corpo interior nem sempre se move. Em alguns casos, o cilindro externo gira. É por isso que o viscosímetro rotacional pode ser de dois tipos: com cilindro fixo e medidores de torção.
O corpo interno dos viscosímetros de torção é suspenso no centro por um fio elástico. Quando o cilindro externo gira, o líquido que está sendo medido também começa a se mover. Quando gira, o cilindro também gira. O ângulo de torção do cilindro interno é equilibrado pelo momento de atrito do fluido em rotação.
O erro de medição ocorre devido à parte inferior do cilindro interno. Vários cientistas tentaram resolver este problema à sua maneira. Na maioria das vezes, o fundo era côncavo. Ao encher o líquido, o ar permanece na concavidade. Isso reduz o atrito na parte inferior. Os cientistas Gatchek, Kuett colocaram o cilindro interno em anéis protetores. Isso reduziu a turbulência de suas extremidades. Volorovich usou uma cartola alta, mas estreita. Neste caso, o erro devido ao fundo tornou-se insignificante. Vários cientistas usaram instrumentos nos quais a distância entre os cilindros era muito pequena. Ao mesmo tempo, o fundo do dispositivo não estava cheio de líquido.
Viscômetro rotacional em seu design tem muitas opções. Mas sempre tem as vantagens de versatilidade, tamanho pequeno, pequeno erro e baixo custo. É graças a essas características que o dispositivo se tornou tão popular.
