ТЕХОБОРУДОВАНИЕ

Измерение вязкости и плотности лакокрасочных материалов и других продуктов.
ГОСТ 8420, ГОСТ 9070, ГОСТ 18992

Измерение вязкости
Вязкость - характеристика сил внутреннего трения.

Единица вязкости в системе СИ - Паскаль*секунда. В системе CGS единица вязкости - Пуаз.

Приборы для измерения вязкости называются вискозиметрами.
В вискозиметрах используются два разных принципа измерения вязкости: по скорости вытекания жидкости из малого отверстия или из капилляра (Вискозиметр ВЗ-246, Стандартная Кружка ВМС); по скорости падения шарика в вязкой жидкости.
 
Первый принцип основан на формуле Пуазейля, дающей зависимость между объемом жидкости, вытекающей из трубки радиусом R и длиной I.
Второй принцип измерения вязкости основан на измерении скорости падения шара в вязкой среде (формула Стокса).
 
Одним из широко используемых приборов для измерения вязкости является вискозиметр Энглера, в котором измеряется время вытекания 200 г. жидкости по сравнению со временем вытекания 200 г воды через то же отверстие. Вязкость измеряют в градусах Энглера, что соответствует отношению времени вытекания жидкости ко времени вытекания воды при тех же условиях.
 
Вязкость, определенная через силу сопротивления движению называется еще динамической вязкостью. Существует понятие кинематической вязкости - это вязкость, отнесенная к единичной плотности.
 
Измеряется кинематическая вязкость в единицах L²T^-1 , т. е. M² /сек в системе СИ. Та же единица в СГС-системе называется стоксом.
Существует еще понятие ударной вязкости, определяемой, как работа для излома твердого тела, отнесенная к единице поперечного сечения излома.
Обратная вязкости величина называется текучестью.
 
Иногда в технике пользуются понятием удельной вязкости, т. е. отношением вязкости жидкости к вязкости воды.
Для измерения условной вязкости грубодисперсных материалов применяется Стандартная кружка ВМС.

Измерение плотности

Точные измерения плотности твердого тела возможны, если изготовить из данного материала тело правильной формы: параллелепипед, цилиндр или шар. Тогда, определив объем легко найти плотность по отношению массы к объему.
 
В том случае, когда тело имеет неправильную форму, его объем можно найти, погружая его в жидкость, налитую в мерный стакан. По количеству вытесненной жидкости определяют объем и затем плотность. Более высокой точности можно добиться гидростатическим взвешиванием. Для этого нужно взвесить тело в воздухе и взвесить, погрузив тело в жидкость с известной плотностью (вода, CCl₄ и т.д.). Измеряя вес тела в воздухе (Р) и в воде (р), находим объем тела V, а затем и плотность (удельный вес).
При точных взвешиваниях плотность воды при данной температуре и давлении находят по соответствующим таблицам. При взвешивании тела в воздухе необходимо также учитывать архимедову силу, действующую на тело в воздухе.
 
Плотность жидкостей измеряется путем взвешивания сосуда с точно известным объемом - мерной колбой, мензуркой, пипеткой. Для прецизионных измерений используют ампулы с точно известным объемом, а также специальные приборы - Пикнометры. Объем пикнометра наиболее точно можно определить, взвешивая его с какой-либо стандартной жидкостью - с водой или с четыреххлористым углеродом.
 
Плотность газов определяется из основных соотношений молекулярной физики, определяющих, что один моль идеального газа занимает при нормальных условиях объем в 22,4 л (т. н. молекулярный объем).
Плотность газа можно измерить оптическим методом по изменению показателя преломления. Показатель преломления газа связан линейно с концентрацией молекул - числом частиц в единице объема N - линейной зависимостью.
 
Оптические методы измерения показателей преломления рассмотрены в разделе "рефрактометрия" в следующей главе, посвященном оптическим измерениям. Здесь укажем, что измерения плотности газов по показателю преломления являются наиболее точными методами, поскольку в качестве выходных измерительных устройств в них могут использоваться интерферометры - наиболее точные инструменты из всех известных в настоящее время средств измерения.