ВИСКОЗИМЕТР

ВИСКОЗИМЕТР (от поздпелат. viscosus
- вязкий и ...метр), прибор для определения вязкости. Наиболее
распространены В. капиллярные, ротационные, с падающим шариком, ультразвуковыс.

Определение вязкости капиллярными В. основано
на законе Пуазёйля (см. Пуазёйля закон) и состоит в измерении времени
протекания известного количества (объёма) жидкости или газа через узкие
трубки круглого сечения (капилляры) при заданном перепаде давления. Капиллярными
В. измеряют вязкость от 10^-5 н*сек/м² (газы)
до 10⁴ н*сек/м² (консистентные смазки). Относит,
погрешность образцовых капиллярных В. ±0,1-0,3%, рабочих приборов ±0,5-2,5%.
На рис. 1 показано устройство различных типов стеклянных В. В капиллярных
В. указанных типов течение жидкости происходит под действием силы тяжести
(в начальный момент уровень жидкости в одном колене В. выше, чем в другом).
Время опорожнения измерит, резервуара определяют как промежуток между моментами
прохождения уровня жидкости мимо меток на верх, и ниж. концах резервуара.
В капиллярных автоматич. В. (непрерывного действия) жидкость поступает
в капилляр от насоса постоянной производительности. Перепад давления на
капилляре, измеряемый манометром, пропорционален искомой вязкости.

Рис. 1. Стеклянные капиллярные вискозиметры
(ГОСТ 10028- 67): 1 - измерительные резервуары; 2 - капилляры; 3 - приёмные
сосуды; 4 - питающий резервуар (в вискозиметрах для непрозрачных жидкостей
ВНЖ); 5 - термостатирующая рубашка; Mтакже Мжидкости из измерительных резервуаров или их заполнения (у ВНЖ).

В ротационных В. исследуемая вязкая среда
находится в зазоре между двумя соосными телами (цилиндры, конусы, сферы,
их сочетание), причём одно из тел (ротор) вращается, а другое неподвижно.
Вязкость определяется по крутящему моменту при заданной угловой скорости
или по угловой скорости при заданном крутящем моменте. Ротац. В. применяют
для измерения вязкости смазочных масел (при темп-pax до -60 °С), нефтепродуктов,
расплавленных силикатов и металлов (до 2000 °С), высоковязких лаков и клеёв,
глинистых растворов и т. д. Относит, погрешность наиболее распространённых
ротац. В. лежит в пределах 3-5%. На рис. 2 показано устройство ротац. В.
РВ-7 (пределы измерений - от 1 до 10⁵ н*сек/м²,
погрешность
±3%).

Рис. 2. Ротационный вискозиметр РВ-7
(с заданным крутящим моментом): 1 - внутренний вращающийся цилиндр; 2 -
внешний неподвижный цилиндр; 3 - ось вращающейся системы; 4 - термостат;
5 - мешалка термостата; 6 - термопары; 7 - шкив; 8 - тормоз; 9 - нить;
10 - блок; 11 - груз, вращающий шкив. Скорость вращения шкива определяют
по скорости опускания груза.

Действие В. с движущимся в исследуемой
среде шариком основано на законе Стокса (см. Стокса закон); вязкость
определяется по скорости прохождения падающим шариком промежутков между
метками на трубке В. К приборам этого типа относится широко распространённый
универсальный вискозиметр Гепплера со "скользящим" шариком (рис. 3). Пределы
измерений В. этого типа 6*10^-4-250 н*сек/м²,
погрешность
±1-3%.

Рис. 3. Вискозиметр Гепплера со "скользящим"
шариком: 1 - шарик; 2 - трубка с жидкостью; 3,4,5 - кольцевые метки на
трубке; 6 - термостатирующая жидкостная баня; 7 - термометр; 8 - штуцер
для присоединения прибора к термостату; 9 - уровень.

Действие ультразвуковых В. основано на
измерении скорости затухания колебаний в пластинке из магнитострикционного
материала, погружённой в исследуемую среду. Колебания возникают от коротких
(длительность 10-30 мксек) импульсов тока в катушке, намотанной
на пластинку. При колебаниях пластинки в этой же катушке наводится эдс
(см. Магнитострикция), к-рая убывает со скоростью, зависящей от
вязкости среды. При уменьшении эдс до нек-рого порогового значения в катушку
поступает новый возбуждающий импульс. Вязкость среды определяют по частоте
следования импульсов. Ультразвуковыми В. измеряют вязкость в диапазоне
от 10^-3 до 500 н*сек/м² с относит, погрешностью
5%.

Помимо В., позволяющих выразить результаты
измерений в единицах динамич. или кинематич. вязкости, существуют В. для
измерения вязкости жидкостей в условных единицах. Такой В. представляет
собой сосуд с калиброванной сточной трубкой; вязкость оценивается по времени
истечения определённого объёма жидкости. Напр., с помощью В. типа ВЗ-1
и ВЗ-4, предназначенных для исследования лаков и красок, вязкость выражают
в секундах, а с помощью В. типа ВУ (Энглера) для нефтепродуктов - в градусах
Энглера. Перевод условных единиц в единицы вязкости Международной
системы единиц (н*сек/м²и м²/сек) возможен,
но неточен.

Лит.: Совещание по вязкости жидкостей
и коллоидных растворов. [Труды], под ред. Е. А. Чудакова и М. П. Воларовича,
т. 1 - 3, М.- Л., 1941 - 45; Воларович М. П., Вязкость смазочных масел
при низких температурах, ч. 1, М., 1944; Б е л к и ц И. М., Виноградов
Г. В., Леонов А. И., Ротационные приборы, М., 1968.

Л. П. Степанов.

А Б В Г Д Е Ё Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ъ Ы Ь Э Ю Я