Determinarea Viscozității Fluidelor

Vîscozitatea reprezintă proprietatea fluidelor de a opune rezistenţă la curgere, ca rezultat al interacţiunii mecanice, ca rezultat al interacţiunii dintre particulele lor constituente.

Vîscozitatea dinamică, η, reprezintă raportul dintre tensiunea tangenţială şi gradientul de viteză:

(1)

unde: τ - tensiunea tangenţională;

dv/dr – gradient de viteză.

În cazul fluidelor newtoniene, viscozitatea dinamică depinde numai de temperatură şi presiune.

Unitatea de măsură pentru viscozitatea dinamică este în SI: [N s/m2] sau Pa · s, iar în sistem CGS cea mai uzuală este submultiplul Poise-eului şi anume [cP].

Viscozitatea cinematică, v, este raportul dintre viscozitatea dinamică şi densitatea fluidului, măsurate aceeaşi temperatură:

(2)

Viscozitatea cinmatică se exprimă în [m2/s] în SI, respectiv [St] şi submultiplul acestuia [cSt] în sistem CGS.

1. DETERMINAREA VISCOZITĂŢII DINAMICE CU VISCOZIMETRUL ROTATIV

Viscozimetrul rotativ permite determinarea viscozităţii dinamice a lichedelor newtoniene şi examenul reologic al lichidelor nenewtoniene. Se pot astfel studia anomalii de curgere ca:

- Viscozitatea structurală;

- Dilatanţa;

- Plasticitatea;

- Tixotropia;

- Reopexia.

Viscozimetrul rotativ, Rheotest 2, este dotat cu două sisteme de măsură, asigurând determinări prin:

1. metoda cilindrilor coaxilor, respectiv

2. metoda con-placă

1.1. Principiul metodei

1.1.1. Determinare a viscozităţii

Substanţa de analizat se găseşte în interstiţiul anular al sistemului de cilindri coaxiali de rază „r”, respectiv „R”, termostat prin intermediul unei incinte de termostatare. Cilindrul interior de rază „r” şi lungime „l” se roteşte ci o viteză unghiulară „ω” constantă, fiind racordat printr-un resort elicoidal de arborele motor. Deviaţia resortului, transformată în mărime electrică, este o măsură a cuplului de rotaţie, ce acţionează asupra cilindrului interior. In aceste condiţii, tensiune tangenţială va fi dată de relaţia:

(3)

iar viteza de deformare:

(4)

Viscozitatea dinamică va fi:

(5)

1.1.2. Determinarea vîscozitîţii prin metoda con placă

Lichidul de analizat se găseşte în intersitţiul cuneiform dintre o placă staţionară termostată şi un con de rază „R”, care se roteşte cu o viteză unghiulară constantă, antrenat similar cu cilindrul interior, descris anterior. Unghiul interstiţial al sistemului con-placă este mic (φ=0,3o).

Tensiunea tangenţială, τ, referitoare la rezistenţa de curgere în interstiţiul cuneiform, este o funcţie a cuplului de rotaţie „M”.