Viscosímetro de bola de caídaEs un instrumento clásico de medición de viscosidad diseñado a partir del principio hoppler (o stokes) para calcular la viscosidad del fluido midiendo el tiempo necesario para que una bola metálica pase verticalmente por el líquido medido bajo la acción de la gravedad. Se mide utilizando principios relacionados con la viscosidad del líquido de la velocidad a la que la esfera cae libremente en el líquido. Cuando la esfera cae en el líquido, está sujeta a la gravedad, la flotabilidad y la resistencia viscosa. Cuando la esfera alcanza una velocidad de caída estable, la resistencia viscosa se equilibra con la gravedad y la flotabilidad, cuando la velocidad de caída de la esfera es inversamente proporcional a la viscosidad del líquido. La viscosidad del líquido se puede calcular midiendo el tiempo necesario para que la esfera caiga en un líquido de una longitud conocida, combinando los parámetros físicos de la esfera y el líquido (como densidad, diámetro, etc.).
Viscosímetro de bola de caídaSus componentes y funciones básicas son los siguientes:
1. tubo de medición (tubo de viscosidad)
Estructura: tubos de vidrio o plástico transparente, generalmente colocados verticalmente, con un diámetro interior uniforme y liso para reducir la fricción y la turbulencia de los fluidos.
Función: como canal de caída de la esfera, su diámetro interior y longitud afectan directamente la precisión de la medición. Parte del diseño puede contener chaquetas de calentamiento o enfriamiento para controlar la temperatura del líquido.
Marca de escala: la pared del tubo está marcada con una escala para registrar la posición de inicio y fin del paradero de la esfera, o para mostrar directamente el tiempo de paradero.
2. prueba de la esfera
Material: bolas de acero, bolas de vidrio o bolas de plástico comúnmente utilizadas, deben tener una densidad uniforme y una superficie lisa para reducir la fricción con el líquido.
Tamaño: el diámetro debe seleccionarse en función del rango de viscosidad del líquido, generalmente de diámetro más pequeño (como 1 - 10 mm) para adaptarse a los líquidos de baja viscosidad.
Función: como objeto de caída libre, su velocidad de caída es inversamente proporcional a la viscosidad del líquido, y la viscosidad se calcula midiendo el tiempo de caída.
3. dispositivos de Liberación
Estructura: situado en la parte superior del tubo de medición, puede ser una pinza mecánica, un liberador electromagnético o un interruptor manual.
Función: controlar con precisión la posición de Liberación y la velocidad inicial de la esfera, garantizar que las condiciones de cada experimento sean consistentes y reducir el error humano.
4. sistema de cronometraje
Tipo:
Cronómetro mecánico: como un cronómetro, necesita arrancar y parar manualmente.
Cronómetro electrónico: desencadenado por sensores fotoeléctricos o láser, registra automáticamente el tiempo en que la esfera pasa por una posición específica, con mayor precisión.
Función: medir con precisión el tiempo desde la liberación de la esfera hasta pasar por una distancia fija, como la escala en ambos extremos del tubo de medición, es un dato clave para el cálculo de la viscosidad.
5. dispositivo de control de temperatura (opcional)
Estructura: incluye baño de agua a temperatura constante, barra de calentamiento o sistema de circulación de enfriamiento.
Función: mantener la temperatura constante del líquido, debido a que la viscosidad es sensible a la temperatura, las fluctuaciones de temperatura afectarán significativamente los resultados de la medición. Algunos instrumentos tienen sensores de temperatura incorporados para monitorear y compensar los cambios de temperatura en tiempo real.
6. sistemas de registro y procesamiento de datos (instrumentos modernos)
Estructura: software integrado en temporizadores electrónicos o conectado a computadoras.
Función: registrar automáticamente el tiempo de caída, la temperatura y otros parámetros, y calcular el valor de viscosidad de acuerdo con la fórmula de la Ley de stokes. Parte del software admite el almacenamiento de datos, el análisis y la exportación de informes.
7. componentes auxiliares
Soporte y fijación: fijar el tubo de medición, garantizar la colocación vertical y evitar que la inclinación afecte la medición.
Herramientas de limpieza: como cepillos o disolventes, para limpiar tubos de medición y esferas para evitar la contaminación de líquidos residuales en experimentos posteriores.
Líquido estándar de calibración: líquido con viscosidad conocida, utilizado para calibrar el instrumento regularmente para garantizar la precisión de la medición.