Методы определения вязкости жидкости.

Совокупность методов измерения вязкости называют вискозиметрией, и приборы, используемые для таких целей - вискозиметрами.

1. Капиллярные методы основаны на законе Пуазейля и заключаются в изменении времени протекания через капилляр жидкости известной массы под действием силы тяжести при определенном переносе давлений.

Вискозиметр Оствальда.

Вискозиметр Оствальда представлен на рисунке.

Рис. Вискозиметр Оствальда.

1 – измерительный резервуар,

2 – кольцевые метки,

3 – резервуар,

4 – капилляр,

5 – груша.

С помощью вискозиметра Оствальда определяют вязкость исследуемой жидкости относительным методом. Измеряют время истечения определенного объема (между двумя метками 2, см. рис. ) исследуемой и эталонной жидкостей t и t₀ соответственно. Объемы жидкостей равны:

где р=gl и р₀=₀gl перепад давлений для исследуемой и эталонной жидкостей.

Выразим из формулы величину вязкости исследуемой жидкости:

где ₀- вязкость эталонной жидкости, в качестве которой чаще всего используют дистиллированную воду.

Вискозиметр ВК-4.

Вискозиметр Оствальда требует много исследуемой жидкости. В клинической практики используют вискозиметр ВК-4. Капиллярный вискозиметр применяется для определения вязкости крови.

Рис. Внешний вид вискозиметра ВК-4.

1 и 2 – градуированные пипетки, 3 – подставка, 4 – кран, 5 – резиновая трубка, через которую отсасывают воздух из прибора.

Принцип действия вискозиметра ВК-4 состоит в том, что путь, пройденный жидкостью в капиллярах одинакового сечения при одинаковых давлениях и температурах, обратно пропорционален внутреннему трению или вязкости. Отсюда:

Измерив пути l₀ и l, пройденные дистиллированной водой и кровью, и зная вязкость ₀ дистиллированной воды, находят вязкость  крови.

1. Метод падающего шарика (метод Стокса).

Метод основан на измерении скорости падения маленьких шариков в исследуемой жидкости.

На падающий шарик радиусом r из вещества с плотностью  в вязкой жидкости с плотностью ₀ и вязкостью  действуют силы:

сила тяжести ,

выталкивающая сила ,

сила сопротивления жидкости, которая, согласно закону Стокса, равна F_B=6 rV, где V- скорость шарика.

При равномерном движении шарика F_тяж = F_A + F_B , откуда

.

Метод применяется при изучении оседания взвешенных частиц (крахмальных зерен, порошка какао и т. п.).

3. Ротационные методы.

Измерение вязкости ротационным вискозиметром основано на определении скорости вращения цилиндра, опущенного в вязкую жидкость.