اولین سوالی که با خواندن واژه ” ویسکومتر یا ویسکوزیمتر ” در ذهن ایجاد می‌شود، آن است که واژه ویسکوزیته که در این اصطلاح استفاده شده است، به چه معناست؟ ویسکوزیته بخش اصلی ویسکومتر را تشکیل می‌دهد و با نام گرانروی نیز شناخته می‌شود. ویسکوزیته یک مایع، اندازه‌گیری مقاومت مایع به تغییر شکل تدریجی است که به واسطه تنش‌های برشی و یا تنش‌های کششی ایجاد می‌گردد. در مایعات، ویسکوزیته به معنای غیر رسمی “غلظت” نیز شناخته می‌شود. برای مثال، ماده‌ای مانند عسل، ویسکوزیته بالاتری نسبت به آب دارد.
ویسکومتر یا ویسکوزیمتر وسیله‌ای برای سنجیدن میزان ویسکوزیته مایعات است. برای موادی که ویسکوزیته آنها با جریان یافتن تغییر می‌کند از ویسکوزیمتر ویژه‌ای به نام رئومتر استفاده می‌گردد. در حالت کلی در یک ویسکوزیمتر دو حالت وجود دارد:
یا مایع ویسکوز ساکن است و یک شی جانبی در داخل آن ( ابزار اندازه‌گیری ویسکوزیته ) حرکت می‌کند و یا وسیله اندازه‌گیری ویسکوزیته ساکن بوده و سیال ویسکوز حرکت می‌کند. نیروی کششی که سبب ایجاد حرکت نسبی سیال نسبت به سطح می‌شود، می‌تواند به عنوان عاملی برای اندازه‌گیری ویسکوزیته به کار گرفته شود. حالت جریان باید به گونه‌ای باشد که عدد رینولدز به حدی کوچک باشد که بتوان جریان را آرام فرض نمود. در دمای 20 درجه سلسیوس ویسکوزیته آب1.002mpa.s است و ویسکوزیته جنبشی آن (نسبت ویسکوزیته با دانسیته) برابر با 1.0038mm2/s است لازم به ذکر است مقادیر فوق جهت کالیبراسیون ویسکوزیمترها به کار می‌رود.
ویسکومتر ها ( ویسکوزیمتر )، برای اندازه گیری ویسکوزیته مایعات طراحی شده‌اند. اندازه‌گیری ویسکوزیته مایعاتی که جریان دارند و در نتیجه ویسکوزیته متفاوتی خواهند داشت، به واسطه رئومتر انجام می‌گیرد.
در این مقاله تلاش شده است، اطلاعات مفیدی در زمینه انواع ویسکومتر ها، شرایط نگهداری و تعمیر ویسکومترها، شرایط محیطی نصب و راه اندازی ویسکومترها، ارائه شود.
ویسکومتر ( ویسکوزیمتر ) چیست؟
در حالت کلی در یک ویسکومتر دو حالت وجود دارد:
یا مایع ویسکوز ساکن است و یک شی جانبی در داخل آن (ابزار اندازه گیری ویسکوزیته) حرکت می کند و یا وسیله اندازه گیری ویسکوزیته ساکن بوده و سیال ویسکوز حرکت می کند.نیروی کششی که سبب ایجاد حرکت نسبی سیال نسبت به سطح می شود می تواند به عنوان عاملی برای اندازه گیری ویسکوزیته به کار گرفته شود.حالت جریان باید به گونه ای باشد که عدد رینولدز به حدی کوچک باشد که بتوان جریان را آرام فرض نمود.
در دمای ۲۰ درجه سلسیوس ویسکوزیته آب ۱٫۰۰۲mpa.s است و ویسکوزیته جنبشی آن (نسبت ویسکوزیته با دانسیته) برابر با ۱٫۰۰۳۸mm2/s است لازم به ذکر است مقادیر فوق جهت کالیبراسیون ویسکومتر ها ( ویسکوزیمتر ) به کار می رود.
این نوع ویسکوزیمتربه افتخار ویلیام استوالد بیشتر به اسم ویسکزیمتر استوالد شناخته می شود که به ویسکزیمترهای شیشه ای موئین هم معروف اند. این ویسکوزیمتر بیشتر بصورت ویسکوزیمترهایی با جریان مستقیم یا معکوس تقسیم بندی می شوند. ویسکوزیمترهای با جریان مستقیم دارای یک مخزن در زیر شاخص ها هستند در صورتی که در ویسکوزیمترهای با جریان معکوس این مخزن در بالای نشانه هاست.
یک نوع دیگر از ویسکوزیمترها هم وجود دارد که ترکیبی از این دو نوع ویسکوزیمتر یعنی ویسکوزیمتر با جریان مستقیم و ویسکوزیمتر با جریان معکوس است.
در ویسکوزیمترهای استوالد با توجه به اینکه اندازه گیری دقیق ویسکوزیته از نظر علمی کار راحتی نیست معمولا ویسکوزیته را بصورت نسبی انجام می دهند که معمولا به این صورت است که مایعی به عنوان مایع مرجع انتخاب می شود که مایعات دیگر نسبت به آن مورد اندازه گیری قرار می گیرند. لازم به ذکر است که مایع مرجع، مایعی است که ویسکوزیته آن در درجه حرارت های مختلف بصورت دقیق اندازه گیری شده است.
مبنای کار این نوع ویسکوزیمترها بر اساس اندازه گیری مقدار کاهش نوسانات الکترومغناطیسی لرزاننده هنگام لرزش در درون سیال مورد آژمایش است.
قانون استوکس اساس کار ویسکوزیمترهای سقوطی را تشکیل می دهد.
قانون استوکس به ما می گویدکه سرعت یک ذره در حال ته نشینی در داخل یه سیال بطور مستقیم در ارتباط با نیروی ثقل،تفاوت بین چگالی آب و چگالی ذرات و توان دوم شعاع ذره می باشد.سرعت ته نشینی بطور عکس در ارتباط با گران روی سیال و یا همان ویسکوزیته مایع است.
این نوع ویسکوزیمتر بر اساس اندازه گیری میزان گشتاور مورد نیاز برای به چرخش درآوردن یک جسم خارجی درون سیال استوار است که می تواند راهی برای اندازه گیری ویسکوزیته سیال باشد. از انواع ویسکوزیمترهای دورانی می توان به ویسکوزیمترهای بروکفیلد و ویسکوزیمترهای ساخت کمپانی چینی اشاره کرد.
اطلاعات بیشتر در شیمی آریا
