Для определения вязкости жидкостей применяют вискози­метры различных систем, в частности вискозиметр Гепплера, реовискометр по Гепплеру, вискозиметр Энглера и Оствальда. Ниже описано их устройство и работа с этими приборами, за исключением вискозиметра Оствальда, описание которого рас­смотрено в специальной части при определении вязкости мо­лока.

Вискозиметр Гепплера. Этим прибором определяют абсолют­ную вязкость жидкостей в пределах 0,3—80 000 сантипуазов. Под абсолютной (или динамической) вязкостью понимают силу, которая может переместить слой жидкости поверхностью 1 см² со скоростью 1 см/сек через такой же слой, отстоящий от пер­вого на расстоянии 1 см. Эту единицу абсолютной вязкости называют пуазом.

Существует две модели вискозиметра Гепплера: прецизион­ный (рис. 26) с точностью измерения ±0,5—2% и промышлен­ный— с точностью измерения ±0,8—2 %.

К прибору прилагается комплект из шести шаров с раз­личной точностью измерения, указываемой в наставлении к пользованию прибором.

Установка температуры жидкости в бане. При температуре исследуемой жидкости от 1 до 98° С применяют дистиллированную воду. Баню 3 наполняют через отверстие для термометра или через выводную трубку 8 прибора, уста­новленного вверх дном.

Для достижения постоянной температуры в вискозиметре удобно пользоваться термостатом, который присоединяют по­средством резиновых трубок к штуцерам вводной и выводной трубок вискозиметра. Если нет термостата, поступают следую­щим образом. Ослабляют винт 15 для удаления воздуха, к ввод­ному штуцеру присоединяют резиновую грушу. Выводной шту­цер закрывают запорным капсюлем 16. Водяная баня не должна быть наполнена до верхнего края. Вискозиметр по­средством шнура присоединяют к осветительной сети. Нагре­вательный элемент применим как для постоянного тока, так и для переменного. Дистиллированную воду нагревают до необ­ходимой температуры при постоянном пневматическом разме­шивании, наблюдая за показанием термометра. Требуемую температуру поддерживают, включая и выключая ток.

Подготовка к измерению. Внутренняя трубка виско­зиметра, ее крышки и шары, особенно первый и второй, перец измерением должны быть тщательно очищены. Для обезжири­вания применяют горячий содовый раствор, добавляя 5%-ный раствор аммиака, после чего ополаскивают дистиллированной водой. Вода должна равномерно обтекать внутреннюю поверх­ность трубки.

Наполнение внутренней трубки. Внутреннюю трубку закрывают снизу резиновой пробкой 12. Шары боль­шего размера сильно реагируют на механические примеси, по­этому маловязкие жидкости предварительно фильтруют через стеклянный фильтр, прилагаемый к прибору. Наполняют внут­реннюю трубку испытуемой жидкостью так, чтобы уровень ее был ниже края трубки примерно на 25 мм, а с помощью пин­цета для шаров вводят в трубку шар. Если ниже шара находятся пузырьки воздуха, то для удаления их толкают шар стеклян­ной палочкой. Чтобы расширить область измерения, применяют одновременно два шара, при этом необходимо вводить в трубку вначале меньший шар. Закрывают внутреннюю трубку полой пробкой 9 и заглушкой 11, на которую навинчивают с легким надавливанием верхнюю крышку 13.

Введенная в трубку жидкость не должна содержать никаких газов, так как при повышении температуры образуются пу­зырьки, затрудняющие измерение вязкости. Поэтому исследуе­мую жидкость кратковременно нагревают до температуры при­мерно на 10^е С выше температуры измерения и в нагретом состоянии заливают в трубку. Если, несмотря на это, все же по окончании наполнения внутренней трубки пузырьки газа или воздуха окажутся ниже шара, то их удаляют легкими ударами по верхней крышке, прежде чем шар приблизится к первой кольцевой отметке. Пузырьки удаляются через капилляр поллй трубки.

Шары, применяемые для определения вязкости исследуемого, продукта, выбирают по табл. 1.

Во избежание турбулентного движения жидкости, вызываю­щего повышение вязкости, продолжительность падения шара на отрезке пути 100 мм не должна быть меньше 25 сек.

Для отличия шаров в наборе имеется цилиндрический ка­либр. Шар 1 не проходит через отверстие калибра, все же остальные шары в зависимости от их величины проходят через отверстие с большим или меньшим зазором.

Определение абсолютной вязкости по про­должительности падения шара. Шарик во внутрен­ней трубке падает эксцентрически, под определенным углом. Перед определением вязкости вискозиметр устанавливают перед белым, освещенным экраном. Вводят выбранный шар во внут­реннюю трубку вискозиметра и закрывают ее.

Освободив запорный винт на штативе, перевертывают виско­зиметр верхней частью вниз, вследствие чего шар перемещается в верхнюю часть трубки. Затем вискозиметр снова устанавли­вают в нормальное, ранее найденное по уровню положение и наблюдают за движением шара.

В момент соприкосновения нижнего края шара с верхней кольцевой отметкой 17 секундомер включают, а в момент со­прикосновения с нижней кольцевой отметкой 18 — выключают. Перевернув вискозиметр, шар вновь перемещают в верхнюю часть трубки и измерение повторяют. Чтобы получить средний результат, производят несколько повторных измерений, точно со­блюдая температуру измерения, так как изменение температуры даже на несколько сотых градуса может влиять на продолжи­тельность падения шара.

С целью лучшей фиксации момента, когда нижний край шара коснется кольцевой отметки, следует позади прибора, несколько выше кольцевой отметки, держать черный картонный экранчик (прилагается к прибору), если применяют стеклян­ные шары, и несколько ниже отметки — при использовании ме­таллических шаров. В этом случае контуры шара резко очер­чены.

При исследовании темных и мутных жидкостей, например молока, пользуются прилагаемой наблюдательной ширмой, держа ее перед глазом, повернув черной полосой к прибору и направив ее параллельно кольцевой отметке. При прохожде­нии шара отражается черная полоса. Совмещение черной по­лосы с кольцевой отметкой используют для пуска и остановки секундомера.

Абсолютную вязкость х вычисляют в сантипуазах по следую­щей формуле:

х = а (б — в) г,

где: а — продолжительность падения шара в сек;

б — плотность материала, из которого изготовлен шар; в — плотность испытуемой жидкости при температуре из­мерения;

г — константа шара.

Плотность материала, из которого изготовлен шар, и кон­станта шара указаны в поверочном свидетельстве, прилагаемом к прибору.

Для стеклянных шаров плотностью ~ 2,5 необходимо опре­делять плотность испытуемой жидкости с точностью до 0,002. При пользовании шарами из металла с средней плотностью 8,1 достаточна точность до 0,008, которая может быть достигнута ареометрическим определением.

Если не требуется точность результатов измерения более ±1%, зная плотность испытуемой жидкости и номер шара, при­меняемого при исследовании, по табл. 2 находят коэффициент (фактор шара) и, умножая его на продолжительность падения шара в секундах, определяют абсолютную вязкость жидкости в сантипаузах. Интерполируя промежуточные значения плотности, можно установить коэффициент с необходимой точностью.

Для перевода абсолютной вязкости в сантипуазах в градусы Энглера пользуются следующей формулой: