Методы определения вязкости жидкости.

Совокупность методов измерения вязкости называют вискозиметрией, и приборы, используемые для таких целей - вискозиметрами.

1. Капиллярные методы основаны на законе Пуазейля и заключаются в измерении времени протекания через капилляр жидкости известной массы под действием силы тяжести при определенном перепаде давлений.

Вискозиметр Оствальда.

Вискозиметр Оствальда представлен на рисунке 7.

		Рис. 7. Вискозиметр Оствальда. 1 – измерительный резервуар, 2 – кольцевые метки, 3 – резервуар, 4 – капилляр, 5 – груша.

С помощью вискозиметра Оствальда определяют вязкость исследуемой жидкости относительным методом. Измеряют время истечения определенного объема (между двумя метками 2, см. рис. 7.) исследуемой и эталонной жидкостей t и t₀ соответственно. Объемы жидкостей равны:

где Dр=rgl и Dр₀=r₀gl перепад давлений для исследуемой и эталонной жидкостей.

Выразим из формулы величину вязкости исследуемой жидкости:

(22)

где h₀- вязкость эталонной жидкости, в качестве которой чаще всего используют дистиллированную воду.

Вискозиметр ВК-4.

Вискозиметр Оствальда требует много исследуемой жидкости. В клинической практике используют вискозиметр (рис. 8). Капиллярный вискозиметр ВК-4 применяется для определения вязкости крови.

Рис. 8. Внешний вид вискозиметра ВК-4.

1 и 2 – градуированные пипетки, 3 – подставка, 4 – кран, 5 – резиновая трубка, через которую отсасывают воздух из прибора.

Принцип действия вискозиметра ВК-4 состоит в том, что путь, пройденный жидкостью в капиллярах одинакового сечения при одинаковых давлениях и температурах, обратно пропорционален внутреннему трению или вязкости. Отсюда:

(23)

Измерив пути l₀ и l, пройденные дистиллированной водой и кровью, и зная вязкость h₀ дистиллированной воды, находят вязкость h крови.

1. Метод падающего шарика (метод Стокса).

Метод основан на измерении скорости падения маленьких шариков в исследуемой жидкости (рис. 9).

На падающий шарик радиусом r из вещества с плотностью r в вязкой жидкости с плотностью r₀ и вязкостью h действуют силы:

сила тяжести ,

выталкивающая сила ,

сила сопротивления жидкости, которая, согласно закону Стокса, равна F_B=6p rhV, где V- скорость шарика.

		Рис. 9. Схема для объяснения принципа метода Стокса.

При равномерном движении шарика F_тяж = F_A + F_B , откуда

. (24)

Метод применяется при изучении оседания взвешенных частиц (крахмальных зерен, порошка какао и т. п.).

2. Ротационные методы.

Измерение вязкости ротационным вискозиметром основано на определении скорости вращения цилиндра, опущенного в вязкую жидкость.

Вопрос 6. 14 минут.