Mengukurkelikatan kinematik(ν), yang ditakrifkan sebagai kelikatan dinamik (μ) dibahagikan dengan ketumpatan bendalir (ρ) (ν=μ / ρ), biasanya melibatkan masa aliran cecair di bawah graviti melalui tiub kapilari kaca yang dikalibrasi. Kaedah yang paling biasa dan standard digunakanViscometers kapilari kaca. Berikut adalah pecahan proses dan kaedah utama:
Kaedah Utama: Viscometry kapilari (kaedah aliran masa)
Prinsip:Masa yang diperlukan untuk jumlah cecair tetap mengalir melalui tiub kapilari yang dikalibrasi di bawah graviti adalah berkadar terus dengan kelikatan kinematiknya.
Piawaian utama:ASTM D445, ISO 3104, IP 71.
Peralatan:
Viscometer:Tiub kaca yang dihasilkan dengan tepat dengan bahagian kapilari dan mentol takungan tertentu. Jenis biasa termasuk:
Ostwald viscometer:Reka bentuk mudah, baik untuk cecair telus.
Viscometer ubbelohde (tahap digantung):Mempunyai takungan tambahan ("Bulb C") memastikan kepala cecair bebas daripada jumlah yang dikenakan, menjadikannya sesuai untuk kerja yang tepat dan pembersihan yang lebih mudah. Jenis yang paling biasa untuk makmal moden.
Rutin Cannon-Fenske/legap:Diubah suai untuk cecair legap di mana meniskus sukar dilihat.
Viscometer Fitzsimons:Direka untuk cecair yang sangat likat.
Mandi suhu malar:Mandi yang sangat stabil (biasanya dalam ± 0.01 darjah atau lebih baik) dipenuhi dengan cecair telus (air, minyak, atau silikon) yang mengelilingi viscometer. Kawalan suhu adalahKritikal(Tempatan biasa: 25 darjah, 40 darjah, 100 darjah).
Termometer:Ketepatan tinggi, termometer yang dikalibrasi.
Pemasa:Pemasa ketepatan tinggi (ketepatan ± 0.1 saat atau lebih baik).
Peralatan Pembersihan & Pengeringan:Pelarut, ketuhar pengeringan, garisan vakum.
Prosedur:
Bersih & Kering:Benar -benar bersih dan keringkan viscometer menggunakan pelarut dan kaedah yang sesuai (pengeringan ketuhar, vakum).
Caj:Memperkenalkan jumlah sampel cecair yang tepat ke dalam takungan viscometer (biasanya melalui pipet ke dalam mentol A untuk Ubbelohde).
Menyeimbangkan:Pasang viscometer secara menegak dalam mandi suhu malar. Benarkan masa yang mencukupi (sering 30+ minit) untuk sampel untuk mencapai suhu mandi yang tepat.
Mengukur masa aliran:
Untuk Ubbelohde: Sediakan sedutan (atau tekanan) untuk menarik sampel melepasi tanda masa atas ke dalam mentol B. Suction/tekanan pelepasan.
Benarkan sampel mengalir secara bebas kembali melalui kapilari di bawah graviti.
Mulakan pemasa tepat apabila meniskus melepasi tanda masa atas.
Hentikan pemasa dengan tepat apabila meniskus melepasi tanda masa yang lebih rendah.
Catat masa aliran (t) dalam beberapa saat. Ulang beberapa kali (contohnya, 4 berjalan) memastikan keputusan boleh diulang dalam spesifikasi (contohnya, ASTM memerlukan larian berturut -turut dalam 0.1% relatif).
Kirakan kelikatan kinematik:
ν = C * t
ν=kelikatan kinematic (mm²/s atau cst, di mana 1 cst=1 mm²/s)
C=viscometer constant (pemalar penentukuran, unit mm²/s²)
T=Mean Waktu Aliran (Seconds)
Faktor & Pertimbangan penting:
Suhu:Kelikatan sangat bergantung pada suhu. Kawalan suhu yang tepat dan stabil tidak boleh dirunding.
Pemalar penentukuran viscometer (c):Setiap viscometer dikalibrasi secara unik menggunakan cecair kelikatan yang diketahui (minyak rujukan standard yang dapat dikesan ke NIST atau makmal kebangsaan yang serupa). C ditentukan oleh: c=ν_standard / t_standard. Penentukuran mesti dilakukan pada suhu yang sama dan menggunakan prosedur yang sama seperti pengukuran sampel.
Kebersihan:Mana -mana residu atau pencemaran dalam kapilari secara drastik mempengaruhi masa aliran.
Penjajaran menegak:Viscometer mestilah menegak dengan sempurna.
Tanda Masa:Meniscus mesti dibaca dengan tepat pada tanda.
Julat kinematik:Jenis viscometer yang berbeza dan saiz kapilari meliputi pelbagai kelikatan yang berbeza. Pilih viscometer yang sesuai supaya masa aliran jatuh dalam julat optimum (biasanya 200-1000 saat, walaupun piawaian sering membenarkan 150-1000s).
Bubbles:Gelembung udara yang terperangkap dalam kapilari atau mentol akan menyebabkan kesilapan yang ketara.
Kaedah alternatif/berkaitan:
Penukaran dari kelikatan dinamik:
Ukur kelikatan dinamik (μ) menggunakan kaedah seperti viscometer putaran (contohnya, Brookfield) yang menggunakan tekanan ricih.
Ukur ketumpatan bendalir (ρ) menggunakan pycnometer atau meter ketumpatan digital.
Kirakan kelikatan kinematik: ν=μ / ρ.
Viscometer automatik:Instrumen moden mengautomasikan kaedah kapilari. Mereka betul -betul mengawal suhu, mengesan meniskus (sering optik), masa aliran, mengira kelikatan, dan bahkan dapat membersihkan viscometer antara sampel. Mereka mengikuti prinsip asas yang sama tetapi menawarkan ralat pengendali yang tinggi dan dikurangkan.
Viscometer sfera yang jatuh:Mengukur masa yang diperlukan untuk sfera ketumpatan dan diameter yang diketahui jatuh jarak tetap melalui cecair dalam tiub di bawah graviti. Terutamanya mengukur kelikatan dinamik (melalui undang -undang Stokes), tetapi kelikatan kinematik boleh dikira jika ketumpatan diketahui. Kurang biasa untuk pengukuran kelikatan kinematik standard berbanding dengan kaedah kapilari.
Ringkasnya:
Thestandard, kaedah utamauntuk mengukur kelikatan kinematik melibatkan penggunaan aviscometer kapilari kaca yang dikalibrasi(seperti ubbelohde) tenggelam dalam amandi suhu tetap yang sangat stabil, tepat mengukurmasadiperlukan untuk jumlah cecair tetap mengalir di antara dua tanda di bawah graviti, dan mengalikan kali ini oleh viscometerpemalar penentukuran. Pematuhan ketat terhadap prosedur yang digariskan dalam piawaian (ASTM D445, ISO 3104) dan perhatian yang teliti terhadap kebersihan, kawalan suhu, dan ketepatan masa adalah penting untuk hasil yang boleh dipercayai.