مقایسه اندازه گیری ویسکوزیته به وسیله فورد کاپ و ویسکومتر

اندازه گیری ویسکوزیته در آزمایشگاه

در بیان مشخصات فیزیکی انواع سیالات، ویسکوزیته یکی از پارامتر های بسیار مهم است. ویسکوزیته یا گرانروی معیاری از سیالیت است. به بیان ساده تر این اندازه گیری ویسکوزیته سیالات نشان می دهد که آن سیال چقدر مقاومت در برابر جاری شدن دارد.

مقدار عددی ویسکوزیته تاثیر بسیار مهمی در سایر محاسبات مربوط به یک سیال دارد. به عنوان مثال اندازه گیری ویسکوزیته نفت و سایر مشتقات نفتی باید بسیار دقیق باشد. زیرا این سیالات از لوله های بسیرا بازرگ و طولانی عبور می کنند. مقدار اصطکاکی که این مایعات و گاز ها با لوله انتقال دارند، سرعت آن ها تعیین می کنند.

روش های آزمایشگاهی و میدانی متعددی وجود دارند که هر کدام برای شرایط خاصی می توانند مناسب باشند. این مقاله دو روش مهم و ساده استفاده از فورد یا فو کاپ و ویسکومتر که در آزمایشگاه ها انجام می شوند را معرفی می کند. در پایان مطالعه این مقاله متوانید تفاوت های این روش ها را مقایسه کرده و دستگاه مناسب کار خود را تهیه کنید.

دو مکانیسم اصلی اندازه گیری ویسکوزیته

محاسبه گرانروی سیالات از دو حالت زیر خارج نیست:

• سیال از یک ماده ثابت عبور می کند.
• سیال ثابت است و ماده ای دیگر از کنار یا داخل آن می گذرد.

در هر دو این مکانیسم، زمان عبور ثبت می شود. با توجه به مقاوت در عبور، میزان گرانروی قابل محاسبه است.

تمام دستگاه هایی که امروز از آن ها برای اندازه گیری ویسکوزیته استفاده می شود، از یکی از این دو حالت تبعیت می کنند.

اندازه گیری ویسکوزیته به وسیله فورد کاپ یا فلو کاپ

استفاده از فورد کاپ روشی بسیار ساده و سریع برای اندازه گیری ویسکوزیته انواع مایعات در آزمایشگاه است. نحوه عملکرد این وسیله از نام آن مشخص است. فلو کاپ در اصل یک لیوان از جنس فولاد یا استیل ضد زنگ بسیار مقاوم است که انتهای آن سوراخ بسیار کوچکی به نام نازل وجود دارد. در واقع سیال از یک طرف وارد و از سوراخ انتهایی آن خارج می شود.

کاپ اصلی و نازل آن از نظر جنس و اندازه مطابق استاندارد ساخته می شوند. بنابراین در تمام موارد یکسان هستند. 

فلوکاپ برای اندازه گیری ویسکوزیته مایعات چسبنده، خمیری و با گرانروی بالا مناسب نیست.

روش استفاده از فورد  کاپ

 برای استفاده از این وسیله ابتدا باید آن را کاملا تمیز کرد. کوچک ترین آلودگی و بقایای مانده از آزمایشات قبل می تواند منجر به بروز خطا در نتیجه آزمایش شود. هنگام تمیز کردن کاپ باید دقت کنید هیچ گونه خراشی روی سطح آن ایجاد نشود. تحت هیچ شرایطی از کاپ ضربه دیده یا دارای خط و خش استفاده نکنید. خراش ها می توانند محلی برای تجمع نمونه باشند و تمیز کرد آن ها امکان پذیر نیست.

برای شروع اندازه گیری کاپ را با یک گیره با پایه مخصوص متصل کنید. به طوری که کاملا عمود به سطح قرار گیرد. مدت زمانی صبر کنید تا فلو کاپ و نمونه به یک دما برسند. دقیقا قبل از شروع اندازه گیری دمای مایع را ثبت کنید. دقت کنید که داخل مایع حبابی وجود نداشته باشد. داخل کاپ را از مایع پر کنید و بالافاصله کورنومتر را بزنید. هنگامی که جریان عبور مایع از نازل قطع شد، اندازه گیری را متوقف کنید. زمان را یادداشت کنید. این عمل را تا 3 مرتبه تکرار کنید تا از صحت و دقت نتایج اطمینان خاطر داشته باشید.

استفاده از فورد کاپ بسیار ساده است و نیاز به تنظیمات پیچیده ندارد.

اندازه گیری ویسکوزیته به وسیله ویسکومتر

ویسکومتر وسیله ای مخصوص برای اندازه گیری ویسکوزیته انواع مایعات است. برخلاف فورد کاپ که استفاده از آن برای مایعات چسبنده و ویسکوز توصیه نمی شود، ویسکومتر چنین محدودیتی ندارد.

ویسکومتر ها بر اساس نحوه عملکرد انواع مختلفی دارند:

ویسکومتر چرخشی

این نوع ویسکومتر نسبت به سایر انواع ویسکومتر ها رایج تر و کارایی بیشتری دارد. از میله های هم محور ساخته شده است. قسمتی انتهایی آن شبیه یک دوک است که داخل مایع غوطه ور می شود. با روشن کردن دستگاه، این قسمت شروع به چرخیدن می کند. گشتاوری روی محور دوک اعمال می شود. از طریق مقاوت مایع در به حرکت در آمدن، میزان ویسکوزیته سیال به دست می آید.

ویسکومتر کپیلاری

شکل این ویسکومتر مشابه U است. در واقع در دما و زمان معین مقدار مشخصی از نمونه وارد لوله می شود.

ویسکومتر سقوطی

این تست برای محاسبه مقدار ویسکوزیته سیالات رایج نیست. در این روش یک گلوله کروی یا یک پیستون داخل سیال می افتد. با دانستن سرعت نهایی، زمان های ثبت شده شروع و پایان، چگالی و اندازه اجسامی که داخل سیال می افتند، می توان مقدار ویسکوزیته را محاسبه کرد.

رئومتر

برای سیالات غیر نیوتنی استفاده از ویسکومتر مناسب نیست. منظور از سیالات غیر نیوتنی موادی هستند که ویسکوزیته ثابتی ندارند؛ مانند پلاستیک ها.  در این صورت استفاده از رئومتر ضروری است.

رویان ایران، تامین کننده تجهیزات آزمایشگاهی در سراسر کشور، انواع تجهیزات اندازه گیری ویسکوزیته شامل فلو کاپ و ویسکومتر را با بهترین قیمت و کیفیت به فروش می رساند.