вискозиметрия

ВИСКОЗИМЕТРИЯ (от лат. viscosus — клейкий, вязкий и греч. metred — измеряю)

совокупность методов измерения вязкости жидкостей и газов. При абс. измерениях проводят независимые параллельные определения касательного напряжения). При этом измерения необходимо выполнять при разл. скоростях деформации. Ниж. предела изменения скорости не существует; верх. предел связан с возникновением неустойчивости потока, напр. для маловязких сред — с появлением инерц. турбулентности, для полимерных систем — с упругими деформациями.

В. основывается на двух эксперим. принципах: измеряется сопротивление движению, обусловленное вязкостью среды, либо при протекании исследуемого вещества в канале той или иной геометрич. формы, либо при движении твердого тела в среде, вязкость которой определяют. Наиб. распространены капиллярная, ротационная, вибрационная В., метод падающего шарика, пенетрация и пластометрия.

В капиллярной В. измеряют перепад давления , так и Q. При измерении вязкости газов учитывают изменение давления вдоль капилляра (в случае практически несжимаемых жидкостей влиянием давления можно пренебречь).

Часто используют вариант капиллярной В., в котором характеристикой вязкости служит продолжительность истечения определенного (стандартизованного) объема жидкости под действием собственного веса через калиброванный капилляр. С помощью этого метода определяют вязкость нефтепродуктов, молекулярную массу полимеров и т. д. Поскольку сопротивление протеканию среды по капилляру зависит не только от ее вязкости, в формулы, используемые для расчета, вводят поправки, которые учитывают возможные погрешности, связанные, напр., с изменением кинетич. энергии струи, с накоплением упругой энергии, разогревом системы.

В ротационной В. измеряют крутящий момент М и угловую скорость вращениявводят всевозможные поправки, в первую очередь на краевые эффекты.

Вибрационная В. основана на измерении сопротивления колебательному (с постоянной частотой) движению тела в исследуемой среде. Часто определяют скорость затухания колебаний (или интенсивность поглощения энергии колебаний). Этот метод особенно удобен для измерения вязкости расплавов металлов и солей при высоких температурах и других сред, в которых колебания затухают сравнительно медленно.

В лаб. практике распространен простой метод падающего шарика, основанный на измерении скорости U равномерного падения шарика в исследуемой среде. Вязкость вычисляют по формуле Стокса: -ускорение своб. падения. При этом необходимо вводить поправки на инерц. эффект и на влияние стенок сосуда, в котором производятся измерения. В разл. вариантах этого метода вместо шарика используют тела иной формы (напр., цилиндр), исследуют не своб. падение, а скатывание шарика по стенке цилиндрич. трубки (относит. метод). Метод особенно удобен для измерения вязкости под давлением.

Для измерения вязкости высоковязких сред применяют методы пенетрации и пластометрии. В первом случае в среду вдавливают твердое тело (напр., конус, цилиндр, сферу) и по скорости его движения или величине приложенного усилия судят о вязкости. В методах второй группы исследуют: сдвиговое течение жидкости между двумя плоскопараллельными пластинками, смещающимися одна параллельно другой; растекание жидкости при сдавливании двух плоскопараллельных пластинок ("сжимающие пластометры"); т. наз. телескопич. сдвиг, состоящий в том, что исследуемую жидкость помещают между соосными цилиндрами, один из которых движется вдоль их общей оси. Во всех пластометрич. методах о вязкости судят по отношению силы, вызывающей движение твердого тела, к скорости его движения.

Для высоковязких неньютоновских сред измеряют также продольную вязкость

Очень широкий диапазон значений вязкости (от ~ 10⁻⁵ Па∙с у газов до ~10¹² Па∙с у стеклующихся жидкостей), необходимость выполнения измерений при разных температурах и давлениях, а также для сред с разл. свойствами (сжиженные газы, агрессивные кислоты и щелочи, расплавленные металлы и соли, полимеры, коллоидные системы и др.) обусловливают огромное разнообразие конструкций вискозиметров. В. часто сочетается с измерениями др. реологич. свойств жидкостей (см. реология).

При прецизионных измерениях вязкости погрешность может составлять 0,1%; в большинстве случаев погрешность ~ 1%; в техн. приложениях допускаются еще более грубые измерения. Поверку вискозиметров (т. е. установление правильности градуировочных характеристик или их возобновление) обычно проводят с помощью относит. измерений с использованием стандартных жидкостей известной вязкости. Наиб. точный эталон в В. — дистиллированная вода, вязкость которой при 20 °C составляет 1,002 мПа∙с.

^{Лит.: Малкин А. Я., Чалых А. Е., Диффузия и вязкость полимеров. Методы измерения, М., 1979.}

_{А. Я. Малкин}

Значения в других словарях

1. ВИСКОЗИМЕТРИЯ — Раздел измерит. физики и техники, посвящённый изучению и разработке методов измерения вязкости...  Физический энциклопедический словарь
2. Вискозиметрия — Раздел физики, посвященный изучению методов измерения вязкости (См. Вязкость)...  Большая советская энциклопедия
3. вискозиметрия — орф. вискозиметрия, -и  Орфографический словарь Лопатина
4. вискозиметрия — Вискоз/и/ме́тр/и/я [й/а].  Морфемно-орфографический словарь
5. вискозиметрия — вискозиметрия ж. Совокупность методов измерения вязкости жидкости и газов.  Толковый словарь Ефремовой
6. ВИСКОЗИМЕТРИЯ — ВИСКОЗИМЕТРИЯ — совокупность методов измерения вязкости. Наиболее распространены методы: капиллярный, основанный на Пуазейля законе; падающего шара (см. Стокса закон); ротационный (соосных цилиндров) и ультразвуковой.  Большой энциклопедический словарь