Описание вискозиметра Оствальда и вискозиметра Энглера

Вискозиметр Оствальда (рисунок 2), представляющий собой U-образную трубку с различной шириной колен. Более узкое колено выполняется в виде капиллярной трубки, имеющей в верхней части расширение с метками а и б; широкое колено также имеет расширение внизу.

Рисунок 2 Вискозиметр Оствальда

Рисунок 3 Вискозиметр Энглера

Вискозиметр Энглера (рисунок 3) состоит из двух вставленных один в другой металлических сосудов 3 и 7. Внешний сосуд 7 является термостатирующей баней, куда наливают воду или минеральное масло. Для равномерного поддержания температуры жидкость в сосуде 7 перемешивают мешалкой 5. Внутрь резервуара 3 опускают термометр 1. На внутренней поверхности резервуара имеются три указателя уровня 6, которые находятся в одной плоскости и служат отметкой для измерения объема жидкости и контроля вертикального положения прибора. Пра­вильным считается положение, когда все три указателя уровня 6 будут едва видны над поверхностью жидкости. В нижней части сосудов находится отверстие 8 для слива испытуемой жидкости, которое закрывается стержнем 2, проходящим через крышку 4 прибора. Для приема сливаемой жидкости предусмотрена измерительная колба 9 с двумя отметками: на 100 и 200 см³.

Общим для всех приборов этого типа является наличие капилляра, устрой­ства для измерения расхода или объема жидкости и системы, обеспечивающей создание гидростатического давления. Для измерения вязкости ньютоновских и не очень вязких неньютоновских жидкостей в качестве капилляра можно ис­пользовать трубку диаметром от долей до 2-3 мм. Получаемые результаты, как правило, инвариантны, т. е. не зависят от диаметра трубки.

Для точного измерения весьма важно правильно подготовить пробу, учи­тывая особенности конструкции и эксплуатации прибора.

Приборы и материалы: капиллярный вискозиметр, термостат, термометр, секундо­мер, весы технические, дистиллированная вода.

Порядок выполнения работы

Исследуемый образец в количестве 10 см³ заливают в сухой и чистый вискозиметр Оствальда с внутренним диаметром капилляра 1,5 мм, который помещают (строго вертикально) в термостат на 15 мин при температуре воды в термостате 20 ±0,5⁰С. После термостатирования исследуемый образец засасывают до половины верхнего расширения вискозиметра, следя за тем, чтобы в капилляре и в расширениях (нижнем и верхнем) не образовывалось пузырьков воздуха и пленок.

Наблюдая за опусканием исследуемого образца, включают секундомер в тот момент, когда он пройдет верхнюю метку, и останавливают, когда пройдет нижнюю метку. Анализ с образцом повторяют три раза и берут среднее арифметическое трех определений.

Заранее тарируют вискозиметр по дистиллированной воде при температуре 20±0,5 °С. Для этого в сухой и чистый вискозиметр вводят 10 см³ дистиллированной воды и поступают так, как это изложено выше.

Относительная вязкость (усл. ед.) рассчитывается по формуле:

Вз = Т / Т₀, (6)

где Т- продолжительность истечения исследуемого образца, с;

Тo - продолжительность истечения дистиллированной воды, с.

Полученные экспериментальные данные оформляют в виде таблицы.

Таблица 3 Значения времени истечения

Наименование и характеристика образца	№ опыта	Время истечения образца, с	Среднеарифметическое значение истечения образца, с	Время истечения воды, с	Среднеарифметическое значение истечения воды, с
	1
	2
	3

Вопросы для самоконтроля знаний

1. В чем заключается закон вязкого течения Ньютона?

2. Какие допущения и ограничения имеет теория капиллярных вискозиметров?

3. Какой режим движения жидкости должен быть в капиллярном вискозиметре?

4. Какие виды материалов исследуются данным методом?

5. На каком принципе основано определение вязкости по Энглеру?

6. На каком принципе основано определение вязкости по Оствальду?