La viscosité de divers liquides est mesurée par des appareils spéciaux - les viscosimètres. Selon les caractéristiques et la conception, on distingue plusieurs types de ces appareils. L'un d'eux est un viscosimètre rotatif capable d'évaluer la perméabilité d'un milieu.
Variétés d'appareils
Les instruments utilisés pour mesurer la viscosité d'un liquide sont généralement divisés en trois grands groupes:
Viscosimètre capillaire
Viscosimètre mécanique
Viscosimètre rotatif
Considérons chacune des espèces plus en détail.
Appareils mécaniques
La catégorie des viscosimètres mécaniques est une gamme d'instruments différents basés sur les propriétés mécaniques des liquides. Il peut s'agir de compteurs résonnants, à bulles ou à billes. Si les deux premiers types sont le plus souvent utilisés en laboratoire, le second se retrouve dans la vie de tous les jours. Son principe de fonctionnement est basé sur la découverte de Galileo.
À l'intérieur de l'appareil, il y a une "cabine" où se trouve la balle. Après avoir rempli l'appareil de liquide,dont la viscosité est à déterminer, la bille tombe. Le temps exact nécessaire pour que la balle tombe sur la zone de contact est mesuré. La viscosité conditionnelle est déterminée par cet intervalle de temps.
Appareils de type capillaire
Le viscosimètre capillaire dans sa conception a un tube fin avec un diamètre connu. Le fluide d'essai s'écoule à travers ce tube. Le même liquide est également passé à travers un tube de grand diamètre, à l'intérieur duquel aucun effet capillaire n'est créé. Le plus souvent, le fluide s'écoule sous l'effet de la gravité (c'est-à-dire de haut en bas). Mais dans certains appareils, une pression artificielle est créée. Le temps mis par le liquide pour s'écouler des deux tubes est mesuré. Ensuite, leur différence est calculée. La valeur de la viscosité sera proportionnelle à la valeur de cette différence.
Les appareils de ce type sont simples mais volumineux. Un autre inconvénient est que la viscosité du liquide mesuré ne doit pas dépasser 12 kPas. Cette valeur correspond à des liquides qui coulent bien. Les liquides plus épais, ou ceux avec des grumeaux, ne peuvent pas être mesurés dans ce cas.
Viscosimètre rotatif: principe de fonctionnement
La conception des compteurs de ce type est un cylindre à l'intérieur duquel une sphère est placée. La sphère intérieure se déplace à une certaine vitesse grâce à l'entraînement électrique connecté.
Il y a un espace entre le cylindre et la sphère, qui est rempli du liquide étudié. Dans ce cas, la résistance au mouvement de la sphère change. Dans ces appareils, c'est précisément la dépendance de la résistance qui est mesuréefluide et vitesse de rotation. Ces paramètres sont fixés à la suite du test.
Il n'y a pas toujours de sphère à l'intérieur d'un cylindre. Il peut être remplacé par un disque, un cône, une plaque ou un autre cylindre. La distance entre le corps extérieur et intérieur est de quelques millimètres afin de créer une force de friction. La valeur de résistance est déterminée par des capteurs. Plus ils sont définis, plus la valeur sera précise. En conséquence, le prix de l'appareil augmentera.
Le viscosimètre rotatif convient aux liquides dont la viscosité varie de mille à millions de Pas. La vitesse de rotation du corps interne joue un rôle important. Cela dépend de la précision de la mesure. Plus la vitesse est lente, plus la mesure est précise. Les instruments avec un taux de rotation minimum sont très précis, mais ils sont aussi chers.
Types de viscosimètres rotatifs
Le principe de fonctionnement de l'appareil décrit ci-dessus est typique du viscosimètre Brookfield. Il s'agit de l'appareil de mesure le plus simple de ce type. Mais le corps intérieur ne bouge pas toujours. Dans certains cas, le cylindre extérieur tourne. C'est pourquoi le viscosimètre rotatif peut être de deux types: avec un cylindre fixe et des torsionmètres.
Le corps interne des viscosimètres à torsion est suspendu au centre sur un fil élastique. Lorsque le cylindre extérieur tourne, le liquide mesuré commence également à se déplacer. Lorsqu'il tourne, le cylindre se tord également. L'angle de torsion du cylindre intérieur est équilibré par le moment de frottement du fluide en rotation.
Une erreur de mesure se produit en raison du bas du cylindre intérieur. Divers scientifiques ont tenté de résoudre ce problème à leur manière. Le plus souvent, le fond était concave. Lors du remplissage du liquide, de l'air reste dans la concavité. Cela réduit le frottement sur le fond. Les scientifiques Gatchek, Kuett ont placé le cylindre intérieur dans des anneaux de protection. Cela a réduit la turbulence de ses extrémités. Volorovich a utilisé un chapeau haut de forme haut mais étroit. Dans ce cas, l'erreur due au fond est devenue insignifiante. Un certain nombre de scientifiques ont utilisé des instruments dans lesquels la distance entre les cylindres était très petite. En même temps, le fond de l'appareil n'était pas rempli de liquide.
Le viscosimètre rotatif dans sa conception a beaucoup d'options. Mais il a toujours les avantages de la polyvalence, de la petite taille, de la petite erreur et du faible coût. C'est grâce à ces caractéristiques que l'appareil est devenu si populaire.
