Обзор лабораторных вискозиметров и анализаторов вязкости

Обзор лабораторных вискозиметров и анализаторов вязкости

Вискозиметр Брукфильда

Вискозиметр — это устройство для измерения кинематической и динамической вязкости материала. Другими словами, это анализатор вязкости.

Вискозиметры нашли применение в самых разнообразных отраслях производственной деятельности и лабораторных исследований. Они применяются в:

медицине для анализа крови

фармацевтике и косметологии для производства лекарств, мазей и кремов

химическом производстве для определения состояния жидких или текучих материалов

пищевой промышленности для контроля качества пищевых продуктов — молока, морсов, йогуртов, сока, меда

лакокрасочном производстве и на покрасочных участках всех производств и сервисов по ремонту и обслуживанию автомобилей

нефтяной отрасли при получении бензинов, масел или дизельного топлива

научно-исследовательских центрах и лабораториях

Можно сказать, что анализатор вязкости необходим практически везде, где работа ведется с жидкостями, состояние которых требует контроля или должно соответствовать утвержденным нормам.

При этом вискозиметры могут применяться не только в производстве и контроле на производствах, где используются гомогенизированные жидкости и текучие смеси, но и при работе с дистиллятами. С помощью анализатора влажности можно определить вязкость жидкости и ее соответствие эталону или расчетной величине.

Получите индивидуальное коммерческое предложение

Лабораторные анализаторы вязкости от ведущих мировых брендов. Отправить экспресс-запрос по электронной почте

Принцип работы вискозиметра: ротационный и капиллярный приборы

Капиллярный вискозиметр работает по хронометрическому принципу. Устройство вискозиметра – один или несколько соединенных капиллярова с воронкой или узкой трубкой. Исследование вязкости происходит за счет измерения времени, за которое исследуемая жидкость вытекает из воронки, учитывая перепад давления на концах капилляров (или под влиянием гравитации – для кинематической вязкости). Существует два типа капиллярных вискозиметров:

  1. погружные;
  2. чашечные.

Погружные капиллярные вискозиметры предназначены для экспресс-измерения вязкости вещества прямо в рабочих емкостях или аппаратах. Для удобства использования, приборы производятся из легкоочищаемых материалов и оснащаются специальной ручкой.

Чашечные капиллярные вискозиметры имеют конструкцию воронки или чаши и идут в комплекте с регулируемым штативом.

Ротационный вискозиметр представляет собой конструкцию из двух вращающихся тел, совмещенных по осям. Пространство между телами заполняется исследуемым веществом. При этом, одно из тел приводят во вращение, а второе оставляют неподвижным. Исследуемая жидкость передает вращение от движимого тела к недвижимому и скорость, с которой вращение передается от одного тела к другому, определяет вязкость вещества.

Спросом пользуются ротационные автоматические вискозиметры. Они имеют удобное меню, логичный интерфейс и большой дисплей.

С помощью такого устройства можно проводить исследование различных веществ в широком температурном диапазоне. Автоматические вискозиметры европейского производства являются оптимальным решением для различных типов производств, учитывая высокую степень производительности и минимальную погрешность в работе (±1%).

Автоматическая система обеспечивает максимальную производительность и исключает необходимость самостоятельных вычислений.

Современные приборы европейского производства позволяют без погрешностей производить контроль различных типов покрытий на каждом этапе производства.

Как корректируется измеренная вязкость?

Мало выяснить вязкость жидкости посредством ротационного, механического или капиллярного вискозиметра. Данная характеристика субстанции вполне подлежит корректировке, что известно любому отделочнику или ремонтнику. Излишне жидкий раствор для штукатурки «течет» и не держится на вертикальных поверхностях, а слишком «крутой» не сможет проникнуть в глубокие трещины и выбоины.

Если штукатур устраняет такие проблемы самостоятельно и без всяких приборов (попросту добавляя в раствор цемент, гипс или алебастр), то для модификации показателей вязкости красок, лаков, грунтовок, трансмиссионных и гидравлических масел ремонтных жидкостей используются иные методы:

  • Полибутен – классическая присадка для уменьшения густоты, сейчас почти не используется;
  • Полиметилакрилатные добавки эффективно препятствуют образованию кристаллов воска, поэтому их применяют для достаточной текучести масел и смазок, в том числе в условиях низких температур;
  • Олефиновые полимеры используются в формулах моторных масел, выгодны низкой стоимостью и совместимостью с высокими температурами;
  • Стирольные эфиры актуальны для трансмиссионных масел, в том числе для энергосберегающих двигателей внутреннего сгорания и автоматических коробок передач;
  • Стирол-диеновые полимеры отличаются максимальной широтой температурного диапазона – их присутствие позволяет составу не застывать в мороз и не разжижаться в жару.

Разумеется, все перечисленные модификаторы применяются для корректировки вязкости в заводских условиях, при наличии лабораторных комплексов и испытательных стендов в химико-лакокрасочном производстве. Однако само наличие в составе приобретаемой продукции модификаторов вязкости может быть действенной подсказкой при разбавлении ценной акриловой краски или дорогостоящего лака. В других же случаях собственноручного ремонта лучше не играть в «юного химика» и купить новую банку масла или гидравлической жидкости вместо экспериментов со старой упаковкой. Токсичность и взрывоопасность таких «игр» могут быть куда реалистичнее, чем виртуальная экономия.

5. Порядок выполнения лабораторной работы

5.1. Наполнить емкость 2.2.4 на 2/3 ее высоты исследуемым раствором.

5.2. Наполнить шприц 2.2.1 до отметки 20 мл. исследуемым раствором из емкости 2.2.4 следя за тем, чтобы в объеме шприца, заполненном раствором, не было пузырьков воздуха.

5.3. Выкачать из шприца 2.2.1 исследуемый раствор в колено 5 вискозиметра 2.1.1.

5.4. Выдержать вискозиметр в термостатической ванне не менее 15 минут при заданной температуре, контролируемой при помощи прибора контроля температуры.

5.5. Присоединить спринцовку 2.2.2 к свободному концу трубки 2.2.3, предварительно сжав ее резиновую грушу.

5.6. Засосать исследуемый раствор в колено 1 вискозиметра 2.1.1 до одной трети высоты резервуара 2.

5.7. Отсоединить спринцовку 2.2.2 от трубки 2.2.3 и следить за опусканием мениска исследуемой жидкости.

5.8. При прохождении мениска исследуемой жидкости отметки М1 включить секундомер 2.1.3.

5.9. При прохождении мениска исследуемой жидкости отметки М2 остановить секундомер 2.1.3.

5.10. Показания секундомера занести в таблицу 1.

5.11. Пункты 5.5 – 5.10 повторить по указанию преподавателя 24 раза при той же температуре.

5.12. Определить среднее значение времени опускания мениска жидкости от отметки М1 до отметки М2, результат занести в таблицу 1.

5.13. Определить значение кинематической вязкости исследуемого раствора при данной температуре по формуле (1), результат занести в таблицу 1.

Кинематическая вязкость жидкости определяется по формуле:

(1)

где: К – постоянная вискозиметра, для вискозиметра I К=0,09332 [мм 2 2 ], для вискозиметра III К=0,1017 [мм 2 2 ];

Т – время истечения жидкости, [с];

 – кинематическая вязкость жидкости, [мм 2 /с];

g – ускорение свободного падения в месте измерений, [м/с 2 ].

5.14. Выполнить пункты 5.4 – 5.12 при других значениях температуры, по указанию преподавателя, 24 раза.

5.15. Перелить раствор из емкости 2.2.4 в соответствующую бутыль с помощью воронки 2.2.5.

5.16. Построить кривую зависимости вязкости от температуры, отложив значения температур по оси абсцисс, а значения вязкости – по оси ординат.

5.17. Сравнить полученный график с графиком, полученным другой группой, на предмет оценки влияния концентрации раствора на зависимость кинематической вязкости от температуры.

5.18. Составить отчет о ходе выполнения лабораторной работы.

Время опускания мениска жидкости при n измерениях, с

, с

Вискозиметр — измерительный прибор для определения вязкости жидкостей, газов, некоторых видов полимеров. Название прибора произошло от латинского «viscosus» — вязкий.

Читайте также  Лучшие цепные электропилы

Вискозиметры измеряют динамическую вязкость и/или кинематическую. Динамическая вязкость показывает степень текучести вещества в реальных условиях. Она измеряется в Па∙с (паскаль секунды) или в Пуазах. Кинематическая вязкость оценивает текучесть при разных условиях давления и плотности вещества и вычисляется как отношение абсолютной вязкости к плотности. Измеряется данная величина в Стоксах или см 2 /с.

Большинство вискозиметров разработано для ньютоновских, проще говоря, привычных нам жидкостей. Их вязкость зависит только от давления и температуры. Однако существует целый класс неньютоновских жидкостей (немного о них мы рассказывали в статье про крахмал), вязкость которых напрямую зависит от скорости течения. Это человеческая кровь, резиновый цемент, растворы полимеров, моторные масла с полимерными добавками и модификаторами вязкости, некоторые пищевые продукты. Для определения вязкости неньютоновских жидкостей тоже можно использовать вискозиметры, за исключением ультразвуковых и вискозиметров с падающим шариком.

Какие бывают типы вискозиметров

— Капиллярные. При использовании этого прибора обычно измеряется время, за которое определенный объем исследуемой жидкости перетечет через капилляр или отверстие определенного диаметра.

— Ротационные. Прибор состоит из двух соосных цилиндров, между которыми помещается исследуемое вещество. Один из цилиндров вращается с постоянной скоростью, передавая через среду вращающий момент неподвижному цилиндру. Вязкость среды оценивают по величине момента вращения неподвижного цилиндра.

— С падающим шариком. Вязкость определяется по расстоянию, пройденному шариком, опущенным в вещество.

— Пузырькового типа. Пузырьковые вискозиметры оценивают характеристики движения пузырька газа в исследуемой среде.

— Ультразвуковые. Устройство представляет собой специальный зонд, который опускают в исследуемое вещество, где он испускает короткие импульсы. По степени затухания импульсов судят о вязкости материала.

— Вибрационные. Определяют вязкость по изменению параметров колебаний вибрирующего зонда в среде.

Такое разнообразие конструкций приборов и методов определения вязкости связано с тем, что приходится измерять текучесть веществ, вязкость которых может различаться в 10 17 П. Кроме этого, приборы должны учитывать условия, в которых они будут применяться. Вискозиметры выпускаются как для лабораторий так и для постоянного мониторинга состояния вещества, например, на производстве, в трубопроводах. Условия давления и температуры тоже могут отличаться очень сильно. Выпускаются приборы для измерения вязкости веществ при температурах от -50 до +2000 °С.

Как выбрать вискозиметр

Для того чтобы выбрать вискозиметр, нужно определиться с тремя основными параметрами:
— точность измерения;
— диапазон значений;
— условия работы прибора.

Капиллярные вискозиметры отличаются высокой чувствительностью, погрешность их измерений не превышает 2% (как правило, составляет доли процента). Поэтому они чаще других используются в лабораториях.

Ротационные вискозиметры позволяют измерять вязкость самых разных веществ в диапазоне от 0,6 мПа∙с до 3 000 000 мПа∙с, но погрешность измерений может достигать 4%.

К очень точным измерительным приборам относятся ультразвуковые вискозиметры. Кроме того, они подходят для работы с агрессивными, высокотемпературными веществами, для измерений в вакууме и в инертной атмосфере.

Вискозиметры, работающие на принципе падающего шарика, применимы в высокотемпературных средах — ими часто измеряют вязкость расплавов стекол, солей. Очень удобны они для измерения вязкости прозрачных низковязких сред в пищевой, фармацевтической, нефтехимической индустрии. Погрешность измерений не превышает 3%.

В магазине «ПраймКемикалсГрупп» вы можете купить Вискозиметр ВЗ-246 капиллярного типа — сертифицированное и качественное оборудование. Заказать его, как и другие товары из нашего широкого ассортимента, можно с доставкой.

Вискозиметры Кэннон-Фенске для прозрачных жидкостей

Вискозиметры Кэннон-Фенске используются для определения вязкости прозрачных ньютоновских жидкостей, специально разработаны для применения в химической и нефтяной промышленности.

  • Соответствие стандартам: UNE 400313, ASTM D-445-446, ASTM D2515,ISO3104-3105
  • Объем пробы: 7 мл
  • Точность: ±0,2
  • Значение константы определено при +40°C и +100°С
Код Константа Диапазон измерения вязкости, с Ст Серия
CV004-201 0.002 0.5 до 2 сСт 25
CV004-202 0.004 0.8 до 4 cСт 50
CV004-203 0.008 1.6 до 8 cСт 75
CV004-204 0.015 3 до 15 cСт 100
CV004-205 0.04 7 до 35 cСт 150
CV004-206 0.1 20 до 100 cСт 200
CV004-207 0.25 50 до 200 cСт 300
CV004-208 0.5 100 до 500 cСт 350
CV004-209 1.2 240 до 1,200 cСт 400
CV004-210 2.5 500 до 2,500 cСт 450
CV004-211 8 1,600 до 8,000 cСт 500
CV004-212 20 4,000 до 20,000 cСт 600

Методы определения вязкости жидкостей вискозиметрами

Для более экономного использования дискового пространства на сервере работы запакованы в zip-архивы.
Чтобы их распаковать и посмотреть, необходимо иметь установленный на вашем компьютере архиватор, например, WinZip или WinRAR или другой, распаковывающий zip-архивы.
Или после того, как архив вами был загружен на ваш компьютер, воспользуйтесь любым из онлайн-сервисов распаковки архивов, например, B1.org. Перейдя на сайт B1.org, кликаете по «Click here» и выбираете на своем компьютере скачанный архив. Все — архив распакован, скачивайте файл с документом. Не забываете загружать на наш сайт ваши хорошие работы 🙂 Будем признательны.

Рубрика Химия
Вид презентация
Язык русский
Дата добавления 18.11.2015
Размер файла 665,7 K
  • посмотреть текст работы
  • полная информация о работе
  • сколько стоит заказать работу?

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Подобные документы

Молекулярная масса как важнейшая характеристика полимера. Определение средневязкостной ММ полиметилметакрилата с использованием вискозиметра. Графические зависимости величины характеристической вязкости раствора ПММА от концентрации в ацетоне и толуоле.

лабораторная работа [99,0 K], добавлен 01.05.2016

Виды и единицы измерения плотности. Разновидности плотности для сыпучих и пористых тел. Основные достоинства пикнометрического метода определения плотности. Области использования бура Качинского. Виды вязкости и приборы, используемые для ее определения.

реферат [313,2 K], добавлен 06.06.2014

Методы транспортирования по трубопроводам высоковязких нефтей. Теплоносители для обеспечения путевого подогрева. Зависимость вязкости структурированной системы от напряжения сдвига. Измерение вязкости представленных для испытаний образцов нефти.

реферат [1,4 M], добавлен 24.09.2014

Простейшая молекулярная модель жидкостей. Особенности и закономерности протекания реакций в растворах. Классификация органических реакций жидкостей по конечному результату, а также механизму разрыва связей, их разновидности и главные этапы реализации.

курсовая работа [446,0 K], добавлен 20.11.2013

Взаимосвязь термодинамических (макроскопических) параметров системы, их применение для оценки свойств чистых веществ и их смесей. Характеристика и вид уравнений состояния жидкостей и твердых тел, их теоретическая и практическая ценность, суть равновесия.

курсовая работа [455,1 K], добавлен 13.04.2012

Суть перегонки жидкостей — процесса, в котором разделяемая жидкая смесь нагревается до кипения, а образующийся пар отбирается и конденсируется. Равновесие в системе пар-жидкость. Закон Рауля. Материальный баланс непрерывной ректификации бинарных смесей.

реферат [375,1 K], добавлен 15.10.2011

Отрицательное влияние фильтрата технологических жидкостей. Образование стойких водонефтяных эмульсий и нерастворимых солей и интенсификация проявления капиллярных сил. Схема деформации капли нефти при её сдвиге в капилляре. Эффект Жамена, скин-фактор.

презентация [2,4 M], добавлен 16.10.2013

Закономерности деформации профилированных пленок. Способы получения фибриллированных волокон и нитей. Дифрактограммы малоуглового рассеяния поляризованного света составными частями пленки. Зависимость продольной вязкости полимера от условий деформации.

Читайте также  Как удалить монтажную пену с рук

реферат [422,2 K], добавлен 18.03.2010

Изменение минерализации дисперсионной среды в процессе массообменных взаимодействий фильтрата промывочной жидкости. Характер процессов, протекающих при фильтрации в породе, их математическое моделирование. Взаимодействие фильтрата с пластовыми флюидами.

реферат [29,7 K], добавлен 13.06.2015

Природа растворяемого вещества и растворителя. Способы выражения концентрации растворов. Влияние температуры на растворимость газов, жидкостей и твердых веществ. Факторы, влияющие на расторимость. Связь нормальности и молярности. Законы для растворов.

лекция [163,9 K], добавлен 22.04.2013

Ротационный вискозиметр: принцип работы

Конструкция измерителей данного типа представляет собой цилиндр, внутрь которого помещена сфера. Внутренняя сфера движется с определенной скоростью за счет подключенного электропривода.

Между цилиндром и сферой остается пространство, которое заполняется исследуемой жидкостью. При этом сопротивление движению сферы изменяется. В данных приборах измеряется именно зависимость сопротивления жидкости и скорости вращения. Эти параметры и фиксируются в результате испытания.

Внутри цилиндра не всегда находится сфера. Она может быть заменена диском, конусом, пластиной или еще одним цилиндром. Расстояние между наружным и внутренним телом составляет несколько миллиметров, чтобы создалась сила трения. Значение сопротивления определяется датчиками. Чем больше их установлено, тем точнее будет значение. Соответственно, цена прибора будет увеличиваться.

Вискозиметр ротационный подходит для жидкостей, коэффициент вязкости которых находится в пределах от тысячи до миллионов Па*с. Скорость вращения внутреннего тела играет важную роль. От нее зависит точность измерения. Чем меньше скорость, тем точнее измерение. Приборы с минимальной скоростью углового вращения очень точны, но и стоят они дорого.

Вискозиметры ВПЖ-2

Вискозиметр стеклянный ВПЖ-2 предназначен для определения кинематической вязкости прозрачных жидкостей. Вискозиметры ВПЖ-2 измеряют вязкость при положительных температурах. Это наиболее точные из вискозиметров, т.к. конструкция предусматривает образование «висячего уровня» при течении жидкости. Таким образом, время течения жидкости не зависит от гидростатического давления и количества жидкости, налитой в вискозиметр. Измерение вязкости основано на определении времени истечения через капилляр объема жидкости из измерительного резервуара.

d капилляра, мм Номинальное значение постоянной К, мм²/с² Диапазон измерений вязкости, мм²/с
Вискозиметр ВПЖ 2-0.34 0,34 0,003 0,6. 3
Вискозиметр ВПЖ 2-0.39 0,39 0,005 1. 5
Вискозиметр ВПЖ 2-0.56 0,56 0,01 2. 10
Вискозиметр ВПЖ 2-0.73 0,73 0,03 6. 30
Вискозиметр ВПЖ 2-0.99 0,99 0,1 20. 100
Вискозиметр ВПЖ 2-1.31 1,31 0,3 60. 300
Вискозиметр ВПЖ 2-1.77 1,77 1 200. 1000
Вискозиметр ВПЖ 2-2.37 2,37 3 600. 3000
Вискозиметр ВПЖ 2-3.35 3,35 3 600. 3000
Вискозиметр ВПЖ 2-3.35 3,35 3 600. 3000
Вискозиметр ВПЖ 2-4.66 4,66 30 6000. 30000

Типы прибора для лабораторных исследований

В лабораторных условиях используется несколько типов вискозиметра. Они отличаются между собой способом измерения параметра:

  • Чашечный капиллярный прибор – наполняется жидкостью, которая вытекает через тонкую трубку. Внутри прибора создается разница давлений. Она и позволяет установить параметр вязкости жидкости.
  • Прибор с вращающимися телами – ротационный вискозиметр. Тела должны быть правильной формы: конус, цилиндр, сфера. Одно тело помещается внутрь другого и движется там. Свободное пространство между ними заполняется жидкостью для исследования. Когда запускается вся конструкция, от скорости движения сферы зависит параметр вязкости. Вискозиметр Брукфильда относится к ротационному типу.
  • Прибор с движущимся шариком сквозь пробу работает по закону Стокса. К такому типу относится аппарат Гепплера.
  • Прибор с вибрирующим зонтом – вибрационного типа. В основе замеров колебания этого зонта.
  • Пузырьки газа, что всплывают на поверхности жидкости, анализируются пузырьковым прибором при расчетах параметра.

Правила разведения краски для работы с краскопультом

Характеристики лакокрасочного состава для дорожного покрытия АК-511

Чем разбавить акриловую краску

Особенности выбора краски для окрашивания чугунных ванн

Как самостоятельно настроить и отрегулировать краскопульт