Höpplerův viskozimetr

            Höpplerův viskozimetr (obr. 1) patří mezi tzv. tělískové viskozimetry. U tohoto druhu viskozimetrů se viskozita určuje z rychlosti pádu tělíska (kuličky) v dané kapalině.

            Princip:

            Na kuličku padající v kapalině působí tři síly: tíha G, vztlak FA a odpor prostředí FS. Pro kuličku o hustotě rK a poloměru r platí:

                                   (Archimedova síla), kde

rV ...... hustota vzorku kapaliny,          
rK ...... hustota padající kuličky.
g ........ tíhové zrychlení

 

Pro odpor prostředí platí:

FS = 6phrv (Stokesova síla), kde

h........ dynamická viskozita vzorku                 v ....... rychlost pádu kuličky.

 

            Mezi ryskami viskozimetru se kulička pohybuje pohybem rovnoměrným přímočarým, podle 1. Newtonova zákona tedy platí

                                                                       G – FA – FS = 0.

Po dosazení:                                                   

odtud                                                             

            Provedeme-li experiment tak, že necháme při měření kuličku proběhnout vždy stejnou dráhu a měříme čas t, za který tuto dráhu urazí, dostaneme

                                                                      

Konstantu  nazýváme konstanta kuličky. Je tedy h = K (rK rV )t.
Měření s tělískovým viskozimetrem využívá srovnávací metody, kdy je měřena doba pádu ku-ličky ve srovnávací kapalině (vodě) o známé viskozitě a v kapalině, jejíž viskozitu chceme sta-novit. Je tedy

            h1 = K.t1.(rK rV1)                            h2 = K.t2.(rK rV2),    odtud

 


                     a odtud plyne                    (1)

            Postup:

        Zkontrolujeme, zda základní deska viskozimetru je umístěna vodorovně (vodováha na přístroji). Pokud ne, upravíme jeho polohu pomocí stavěcího šroubu na noze.

        Ujistíme se, že viskozimetr je zaaretován. Odaretování se provádí vytažením šroubu se zářezem, aretuje se zasunutím zpět do kotvení.

        Odšroubujeme horní uzávěr, čistou a suchou spádovou trubici zcela naplníme studovanou kapalinou a vložíme vhodnou kuličku (dle údajů výrobce). Viskozimetr uzavřeme horním uzávěrem (obr. 1). Přebytečná kapalina vyteče.

        Změříme dobu, za kterou horní okraj kuličky spadne od horní rysky trubice viskozimetru k dolní. Pak viskozimetr odaretujeme, tělo viskozimetru otočíme o 180o kolem vodorovné osy a opět zaaretujeme. Opakujeme měření (celkem nejméně třikrát).

        Viskozimetr otevřeme, jeho obsah vylejeme do kádinky (pozor na padající kuličku) a viskozimetr důkladně propláchneme srovnávací kapalinou o známé viskozitě (např. destilovanou vodou).

        Trubici viskozimetru naplníme srovnávací kapalinou a měření opakujeme.

        Po skončení práce vypustíme srovnávací kapalinu z viskozimetru. Pokud srovnávací kapalinou nebyla destilovaná voda, viskozimetr důkladně vypláchneme. Pak jej necháme otevřený vyschnout.

        Podle údajů výrobce si zapíšeme hustotu použité kuličky.

        Stanovíme hustotu vzorku.

        Výpočet: podle vztahu (1).

Obr. 1: Höpplerův viskozimetr. Uzávěry (a), celkový pohled (b).         
                 a)                                                                                                                                                                                      

HD ......   horní deska

HU ......   horní uzávěr

KŠ ....... kotvení šroubu se zářezem

N .........   noha

PT .......   pryžové těsnění

R .........   horní, resp. spodní
                ryska na spádové trubici

SD ....... spodní deska

SŠ ........ stavěcí šroub

ST .......   spádová trubice

SU ....... spodní uzávěr

ŠS ........ šroubové spojení

ŠZ .......   šroub se zářezem

T .........   připojení termostatu

TK ....... těsnicí kroužek

V .........   vodováha

ZI ........   zátka I

ZII .......   zátka I

 

 

 


                b)

I