Methoden om vloeistofviscositeit te meten variëren van capillaire viscometers tot doorstroomviscometers. Belangrijk in industrieën zoals olie, voeding en farmacie.
6 Methoden om Viscositeit van Vloeistoffen te Meten
Viscositeit is een maat voor de weerstand van een vloeistof tegen vervorming door schuif- of uitrekkingsstress. Het meten van de viscositeit is cruciaal in verschillende industrieën, zoals olie, voedsel en dranken, en farmaceutica. Hier bespreken we zes veelgebruikte methoden om de viscositeit van vloeistoffen te meten.
1. Capillaire Viscometers
Capillaire viscometers meten de tijd die het kost voor een vloeistof om door een dunne, horizontale buis te stromen. Bekende typen zoals de Ostwald en Ubelohde viscometers gebruiken de formule:
η = C * (ρ * t)
waarbij η de viscositeit is, C een kalibratieconstante, ρ de dichtheid van de vloeistof, en t de tijd is.
2. Rotatieviscometers
Rotatieviscometers meten de viscositeit door een object (zoals een cilinder of schijf) in de vloeistof te draaien en de weerstand te meten. De viscositeit wordt berekend met de formule:
η = \frac{τ}{γ}
waarbij τ de schuifspanning is en γ de schuifsnelheid is.
3. Vibroviscometers
Vibroviscometers gebruiken een trillende sensor die in de vloeistof wordt ondergedompeld. De weerstand tegen de trilling door de vloeistof correleert met de viscositeit. Deze methoden zijn snel en vereisen minimaal vloeistofvolume.
4. Kugel- en Plaatviscometers
Kugelviscometers meten de tijd die een bolletje nodig heeft om door een vloeistof te vallen. Dit gebeurt in een verticale buis. De formule voor de berekening is:
η = \frac{2(ρ_s – ρ_l)gr^2}{9v}
waarbij ρ_s de dichtheid van de bol is, ρ_l de dichtheid van de vloeistof, g de zwaartekracht, r de straal van de bol en v de valnelheid.
5. Hoekige Buig-Viscometers
Deze viscometers meten de kracht die nodig is om een vloeistof door een nauwkeurige opening te persen. De viscositeit wordt bepaald door de relatie tussen de volumestroom en de drukval over de opening.
6. Doorstroomviscometers
Doorstroomviscometers meten de viscositeit door een vloeistof door een buis te laten stromen met een constante snelheid en de drukverandering te meten. De viscositeit kan worden berekend met de Hagen-Poiseuille-vergelijking:
η = \frac{πr^4ΔP}{8QL}
waarbij r de straal van de buis is, ΔP de drukval, Q de volumestroom, en L de lengte van de buis.
Het kiezen van de juiste methode hangt af van de specifieke toepassingsvereisten en de eigenschappen van de vloeistof. Met een goed begrip van deze methoden kan de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van viscositeitsmetingen aanzienlijk worden verbeterd.