Što je kapilarni viskozimetar?

Kapilarni viskozimetar je instrument koji se koristi za mjerenje viskoznosti ili debljine tekućine mjerenjem koliko je vremena potrebno tekućini da teče kroz cijev malog promjera ili kapilaru. Vrijeme protoka ili istjecanja izravno je proporcionalno kinematičkoj viskoznosti tekućine i može se pretvoriti izravno u viskoznost korištenjem faktora konverzije jedinstvenog za svaki instrument. Viskoznost općenito ovisi o temperaturi, pa se kapilarni viskozimetar obično koristi u vodenoj kupelji s kontroliranom temperaturom postavljenoj na određenu temperaturu.

Viskoznost se može smatrati unutarnjim trenjem tekućine ili njezinom sklonošću da se odupire strujanju. Viskoznost je stoga važno svojstvo tekućina. To je od ključne važnosti u mazivima, bojama, pićima i u svakom slučaju kada se tekućina mora prenijeti, miješati ili manipulirati.

Kapilarski viskozimetar može imati bilo koji od nekoliko dizajna, ali najčešći je viskozimetar u obliku slova U ili Ostwald, za koji su tipični tipovi Cannon-Fenske i Ubbelohde. Cannon-Fenske kapilarni viskozimetar je komad staklene cijevi u obliku slova U s dvije staklene žarulje ili komore na jednoj ruci, odvojene kalibriranom duljinom kapilarne cijevi. Druga žarulja je nisko na drugoj ruci, na koju se puni uzorak. Uzorak i kapilarni viskozimetar se zatim suspendiraju u vodenoj kupelji fiksne temperature i ostave da dođu u toplinsku ravnotežu.

Kada se postigne toplinska ravnoteža, uzorak se uvlači u gornju komoru i ispitivanje počinje. Ispitnom uzorku se pusti da teče iz gornje komore u donju kroz kapilaru, a mjeri se vrijeme istjecanja ili vrijeme potrebno da se prijeđe duljinom kapilare. Kapilarski viskozimetri dolaze s faktorom pretvorbe kojeg je isporučio proizvođač koji omogućuje izračun kinematičke viskoznosti izravno iz vremena istjecanja.

Za tekućine visoke viskoznosti mogu se koristiti otopine tih tvari u prikladnom otapalu i odrediti mjerenja viskoznosti otopina pri različitim koncentracijama. Izrada grafikona koji prikazuje postotak koncentracije u odnosu na viskoznost omogućuje pronalaženje viskoznosti čiste tekućine ekstrapolacijom grafikona na nultu koncentraciju otapala.

U Standard International (SI) sustavu, viskoznost se mjeri u jedinicama Pa*s, ili Pascal sekundi. To je, međutim, prilično visoko za većinu tekućina i češće se mjeri viskozitet u jedinicama mPa*s, ili mili-Pascal*sekunde, što je tisućiti dio Pascal*sekunde. U cgs sustavu, koji još uvijek koristi Američko društvo za ispitivanje i materijale, jedinica za viskoznost je poise, ili češće, centipoise (cP), što je stoti dio poise. I SI sustav i cgs sustav temelje se na metričkom sustavu, pa je pretvorba između njih jednostavna, a 1 cP jednak je 1 mPa*s.