La viscosidad de varios líquidos se mide con dispositivos especiales: viscosímetros. Según las características y el diseño, se distinguen varios tipos de estos dispositivos. Uno de ellos es un viscosímetro rotacional capaz de evaluar la permeabilidad de un medio.
Variedades de electrodomésticos
Los instrumentos utilizados para medir la viscosidad de un líquido se suelen dividir en tres grandes grupos:
Viscosímetro capilar
Viscosímetro mecánico
Viscosímetro rotacional
Veamos cada una de las especies con más detalle.
Dispositivos mecánicos
La categoría de viscosímetros mecánicos es una gama de diferentes instrumentos basados en las propiedades mecánicas de los líquidos. Estos pueden ser medidores resonantes, de burbuja, tipo bola. Si los dos primeros tipos se usan con mayor frecuencia en el laboratorio, el último se encuentra en la vida cotidiana. Su principio de funcionamiento se basa en el descubrimiento de Galileo.
Dentro del dispositivo hay una "cabina" donde se encuentra la pelota. Después de llenar el dispositivo con líquido,cuya viscosidad se va a determinar, la bola cae. Se mide el tiempo exacto requerido para que la pelota caiga al área de contacto. La viscosidad condicional está determinada por este intervalo de tiempo.
Dispositivos de tipo capilar
El viscosímetro capilar en su diseño tiene un tubo delgado con un diámetro conocido. El fluido de prueba fluye a través de este tubo. El mismo líquido también se hace pasar a través de un tubo de gran diámetro, en cuyo interior no se crea ningún efecto capilar. La mayoría de las veces, el fluido fluye bajo la fuerza de la gravedad (es decir, de arriba hacia abajo). Pero en algunos dispositivos se crea una presión artificial. Se mide el tiempo que tarda el líquido en salir de ambos tubos. A continuación, se calcula su diferencia. El valor de la viscosidad será proporcional al valor de esta diferencia.
Los dispositivos de este tipo son simples pero grandes. Otro inconveniente es que la viscosidad del líquido medido no debe exceder los 12 kPas. Este valor corresponde a líquidos que fluyen bien. Los líquidos más espesos o con grumos no se pueden medir en este caso.
Viscosímetro rotacional: principio de funcionamiento
El diseño de los medidores de este tipo es un cilindro, dentro del cual se coloca una esfera. La esfera interior se mueve a cierta velocidad debido al accionamiento eléctrico conectado.
Hay un espacio entre el cilindro y la esfera, que se llena con el líquido investigado. En este caso, cambia la resistencia al movimiento de la esfera. En estos dispositivos, es precisamente la dependencia de la resistencia lo que se midefluido y velocidad de rotación. Estos parámetros se fijan como resultado de la prueba.
No siempre hay una esfera dentro de un cilindro. Puede ser reemplazado por un disco, un cono, un plato u otro cilindro. La distancia entre el cuerpo exterior e interior es de unos pocos milímetros para crear una fuerza de fricción. El valor de la resistencia está determinado por sensores. Cuanto más se establezcan, más preciso será el valor. En consecuencia, el precio del dispositivo aumentará.
El viscosímetro rotacional es adecuado para líquidos cuya viscosidad oscila entre mil y millones de Pas. La velocidad de rotación del cuerpo interior juega un papel importante. Depende de la precisión de la medición. Cuanto más lenta sea la velocidad, más precisa será la medición. Los instrumentos con una velocidad de rotación mínima son muy precisos, pero también son caros.
Tipos de viscosímetros rotacionales
El principio de funcionamiento del dispositivo descrito anteriormente es típico del viscosímetro Brookfield. Este es el dispositivo medidor más simple de este tipo. Pero el cuerpo interior no siempre se mueve. En algunos casos, el cilindro exterior gira. Es por eso que el viscosímetro rotacional puede ser de dos tipos: con cilindro fijo y medidores de torsión.
El cuerpo interior de los viscosímetros de torsión está suspendido en el centro de un hilo elástico. Cuando el cilindro exterior gira, el líquido que se mide también comienza a moverse. Cuando gira, el cilindro también gira. El ángulo de giro del cilindro interior se equilibra con el momento de fricción del fluido en rotación.
Se produce un error de medición debido a la parte inferior del cilindro interior. Varios científicos han tratado de resolver este problema a su manera. La mayoría de las veces, el fondo se hizo cóncavo. Al llenar el líquido, queda aire en la concavidad. Esto reduce la fricción en el fondo. Los científicos Gatchek, Kuett colocaron el cilindro interior en anillos protectores. Esto redujo la turbulencia de sus extremos. Volorovich usó un sombrero de copa alto pero angosto. En este caso, el error debido al fondo se volvió insignificante. Varios científicos utilizaron instrumentos en los que la distancia entre los cilindros era muy pequeña. Al mismo tiempo, la parte inferior del dispositivo no estaba llena de líquido.
El viscosímetro rotacional en su diseño tiene muchas opciones. Pero siempre tiene las ventajas de versatilidad, pequeño tamaño, pequeño error y bajo costo. Es gracias a estas características que el dispositivo se ha vuelto tan popular.
