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; M₁, M₂ (у ВНЖ также М₃) - метки, служащие для измерения времени истечения жидкости 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.

Физический энциклопедический словарь. — М.: Советская энциклопедия.Главный редактор А. М. Прохоров.1983.