Kaj je kapilarni viskozimeter?

Kapilarni viskozimeter je instrument, ki se uporablja za merjenje viskoznosti ali debeline tekočine z merjenjem, koliko časa potrebuje tekočina, da teče skozi cev z majhnim premerom ali kapilaro. Čas pretoka ali iztoka je neposredno sorazmeren s kinematično viskoznostjo tekočine in se lahko pretvori neposredno v viskoznost z uporabo pretvorbenega faktorja, ki je edinstven za vsak instrument. Viskoznost je na splošno odvisna od temperature, zato se kapilarni viskozimeter običajno uporablja v vodni kopeli z nadzorovano temperaturo, ki je nastavljena na določeno temperaturo.

Viskoznost lahko razumemo kot notranje trenje tekočine ali njeno nagnjenost k upiranju pretoka. Viskoznost je torej pomembna lastnost tekočin. Je kritičnega pomena pri mazivih, barvah, pijačah in v vsakem primeru, kjer je treba tekočino prenesti, mešati ali manipulirati.

Kapilarni viskozimeter ima lahko katero koli od več izvedb, najpogostejši pa je viskozimeter v obliki črke U ali Ostwald, za katerega sta značilna tipa Cannon-Fenske in Ubbelohde. Cannon-Fenske kapilarni viskozimeter je kos steklene cevi v obliki črke U, ki ima dve stekleni žarnici ali komori na eni roki, ločeni s kalibrirano dolžino kapilarne cevi. Druga žarnica je nizko na drugi roki, na katero se napolni vzorec. Vzorec in kapilarni viskozimeter nato suspendiramo v vodni kopeli s fiksno temperaturo in pustimo, da prideta v toplotno ravnovesje.

Ko je doseženo toplotno ravnotežje, se vzorec potegne v zgornjo komoro in preskus se začne. Preskusnemu vzorcu pustimo, da teče iz zgornje komore v spodnjo skozi kapilaro, in izmeri se čas iztoka ali čas, ki je potreben za prehod skozi dolžino kapilare. Kapilarni viskozimetri so opremljeni s pretvorbenim faktorjem, ki ga dobavi proizvajalec, ki omogoča izračun kinematične viskoznosti neposredno iz časa iztoka.

Za visoko viskozne tekočine se lahko uporabijo raztopine teh snovi v ustreznem topilu in določijo meritve viskoznosti raztopin pri različnih koncentracijah. Konstrukcija grafa, ki prikazuje odstotno koncentracijo v primerjavi z viskoznostjo, omogoča, da najdemo viskoznost čiste tekočine z ekstrapolacijo grafa na ničelno koncentracijo topila.

V sistemu Standard International (SI) se viskoznost meri v enotah Pa*s ali Pascal sekundah. Vendar je to precej visoko za večino tekočin in pogosteje je meriti viskoznost v enotah mPa*s ali mili-pascal*sekunde, kar je tisočinka Pascal*sekunde. V sistemu cgs, ki ga še vedno uporablja Ameriško združenje za testiranje in materiale, je enota za viskoznost pois ali bolj običajno centipois (cP), ki je stotinka poisa. Tako sistem SI kot sistem cgs temeljita na metričnem sistemu, zato je pretvorba med njima preprosta, 1 cP pa je enak 1 mPa*s.