Viskosimetreillä

Viskosimetri on laite, jolla mitataan nesteen viskositeetti eli vastusvirtausta vastaan. Viskositeetti riippuu nesteen koostumuksesta ja sen lämpötilasta, ja sitä käytetään kuvaamaan materiaalin käsiteltävyyttä sekä virtausominaisuuksia erilaisissa prosesseissa. Mittaustulokset ilmoitetaan yleisimmin dynaamisena viskositeettina (eta, Pa·s) tai kinematiikkana (nu, m^2/s), nu = eta / rho, jossa rho on tiheys.

Kapillaariviskometrit mittaavat viskositeetin gravitaation aiheuttaman virtauksen perusteella kapillaarin läpi. Nestettä johdetaan kapillaarista tiettyyn pituuteen ja mitataan ajan, jonka neste tarvitsee kulkeakseen mittausmerkkejä pitkin. Viskositeetti lasketaan käyttämällä kapillaarin geometrian ja tiheyden tuntevia vakioita: eta = C t. Näitä laitteita käytetään usein Newtonin nesteiden mittauksessa, ja niihin kuuluvat esimeriksi Ostwald-, Ubbelohde- ja Cannon-Fenske -mallit.

Rotaatioviskometrit mittaavat leikkausnopeuden ja leikkausjännityksen välistä suhdetta. Yleisimmät tyypit ovat cone-plate ja parallel-plate sekä coaxial cylinder -laitteet. Ne soveltuvat sekä Newtonian että epä-Newtonian nesteiden viskositeetin ja rheologisten ominaisuuksien tutkimiseen, ja niistä saadaan usein viskositeettikäyriä leikkausnopeuden funktiona.

Toinen yleinen menetelmä on pudotuspeteviskosimetri, jossa mitataan kappaleen lopullista nopeutta nesteessä ja viskositeetti lasketaan esimerkiksi Stokesin lain avulla. Tämä menetelmä soveltuu tietyille puhtaammille ja yksinkertaisille nesteille; monimutkaisemmille seoksille käytetään usein rotaatio- tai kapillaarimetodeja.

Käyttö ja standardit: Viskosimetrejä käytetään teollisuudessa ja tutkimuksessa elintarvikkeista, öljyistä ja maaleista polymeereihin sekä lääkkeisiin ja kosmetiikkaan. Lämpötilan kontrolli, kalibrointi standardia referenssiliuosta vastaan sekä sovellettujen standardien noudattaminen (esim ISO- ja ASTM-normit) ovat keskeisiä laadunvarmistuksen kannalta. Tulokset raportoidaan prosessipäätösten tueksi.