Опис приладів і методика вимірювання. На практиці в'язкість вимірюється різними методами, зокрема методом протікання рідин через капіляри

На практиці в'язкість вимірюється різними методами, зокрема методом протікання рідин через капіляри. Він ґрунтується на використанні рівняння Пуазейля

(2)

де V – об'єм рідини, що протекла за час t через капіляр радіусом r і довжиною l, D p – різниця тисків на кінцях капіляра. Рівняння (2) дійсне для ламінарної течії за значного часу протікання рідини (100 с і більше).

Визначивши в процесі досліду об'єм та інші величини, що входять у рівняння Пуазейля (2), можна обчисливши коефіцієнт в'язкості рідини.

Прилад для вимірювання в'язкості рідин – капілярний віскозиметр ВПЖ-1 (рис. 3) – складається з вимірювального резервуара 1, який обмежений двома кільцевими позначками М₁ і М₂. Резервуар 1 переходить у капіляр 2 і резервуар 3, з'єднаний із зігнутою трубкою і трубкою 4.

Нижня частина трубки 5 завершується резервуаром 6, на якому нанесено дві позначки М₃ і М₄. Досліджувану рідину заливають у чистий віскозиметр через трубку 5 так, щоб її рівень опинився між позначками М₃ і М₄. Кінець трубки 8 за допомогою гумової трубки та триходового крана 9 з'єднаний з ґумовою грушею. На кінець трубки 4 насаджена гумова трубка з краном 7. Досліджувана рідина за допомогою ґумової груші втягується по капілярі 2 з резервуара 3 в резервуар 1. Під час досліду рідина з резервуару 1 по капіляру 2 стікає в резервуар 3 під дією сили тяжіння. Якщо рідина витікає тільки під впливом власної ваги, то різниця тисків на кінцях капіляра D p дорівнює гідростатичному тискові D p = r gh, де r – густина рідини, g – прискорення вільного падіння, h – висота води в капілярі.

Підставивши значення D p у (2), отримаємо

звідки

і відповідно

(3)

Для даного віскозиметра ВПЖ-1 під час протікання одного й того ж об'єму V рідини величина є сталою і вказана на приладі. З урахуванням цього формула (3) набуде вигляду

n = C t, (4)

де t – час протікання рідини через капіляр.

З формули (4) бачимо, що час витікання рідини прямо пропорційний кінематичній в'язкості. Вираз (4) є робочою формулою для визначення кінематичної в'язкості за допомогою капілярного віскозиметра ВПЖ-1.

Знаючи кінематичну в'язкість n і діаметр капіляра d, можна визначити критичну швидкість потоку рідини в цьому капілярі за формулою

(5)