Jak występuje lepkość cieczy?

W wielu sytuacjach naukowych i przemysłowych konieczne jest znanie lepkości cieczy.Lepkość jest miarą odporności cieczy na przepływ.Ciecze o wysokiej lepkości mają większą odporność na przepływ i nie są łatwo zdeformowane przez naprężenie fizyczne, podczas gdy ciecze o niskiej lepkości są „cienkie” i łatwo przepływają.Lepkość cieczy można znaleźć przy użyciu przyrządu zwanego wiskozymetrem, którego istnieje wiele różnych rodzajów.W przypadkach, gdy mniej precyzyjne pomiary są akceptowalne, lepkość można również zmierzyć za pomocą prostych urządzeń opartych na grawitacji.

Jednym z najczęstszych rodzajów wiskoterów jest wiskozymetr opadającej kuli.Ta konfiguracja mierzy lepkość cieczy poprzez czas czasu, w jakim jest niewielka kula o znanej gęstości i wielkości, aby spaść pewną odległość przez ciecz.Kula jest umieszczana w pionowej rurce wypełnionej cieczy i pozwala osiągnąć jej prędkość końcową w miarę upadku.Przy prędkości końcowej siła oporu ciągnięcia kuli w górę jest równa sile grawitacji ciągnącej ją w dół, a kula przestaje przyspieszyć, utrzymując stałą prędkość, gdy spada.Gdy znana jest prędkość końcowa, gęstość cieczy i kuli oraz wielkość kuli, formuła, prawo Stokesa, do obliczenia lepkości cieczy.jest wiskozymetrem Ostwald, znanym również jako szklany wiskozymetr naczyń włosowatych lub wisurkację U-Tube.To szklane urządzenie rurki w kształcie litery U składa się z dwóch żarówek, jednej na dolnej części lewego ramienia U, a drugie na wysokiej części prawej.Jest trzymany pionowo, gdy ciecz jest rysowana do górnej żarówki, a następnie pozwala spływać z powrotem do dolnej żarówki, minęło dwa ślady na rurce.Lepkość cieczy można wywnioskować poprzez uwzględnienie średnicy szklanej rurki, czas potrzebny na przepływ cieczy obok dwóch znaków, a gęstość tej cieczy.

Laboratoria wymagające precyzyjnych pomiarów mogą zużyć więcejSkomplikowane wróżki, które obejmują elektronikę i mierzą lepkość za pomocą oscylującego tłoka lub rezonatora wibracyjnego zanurzonego w cieczy.W innych ustawieniach, takich jak przemysł farb, można zastosować prostsze zasady fizyczne do wywnioskowania przybliżonej lepkości płynów.Pomiary te często opierają się na miary znanej jako lepkość kinematyczna i mdash;Odporność cieczy do przepływu w obecności grawitacji.

Puchar Zahn i kubek lepkości Forda są przykładami urządzeń opartych na grawitacji stosowanych do pomiaru lepkości kinematycznej.W tych urządzeniach płyn mdash;farba, w przypadku kubka Zahn lub oleju silnikowego dla Ford Cup mdash;Spływa przez małą otwór na dnie kubka, ponieważ jest on trzymany w górę.Ciecz wypływa w gładkim strumieniu, aż do pewnego punktu, w którym rozkłada się na krople.W zależności od lepkości cieczy pękanie nastąpi w różnych momentach.Miara lepkości kinematycznej można znaleźć, pomnożając ten czas w sekundach przez numer specyfikacji kubka, który jest skalibrowany dla odpowiedniej cieczy.