Lucrarea nr. 1 - determinarea viscozității unor produse

2.1. Consideraţii teoretice

Viscozitatea se defineşte ca fiind rezistenţa opusă de lichid la deplasarea unuia din straturile sale în raport cu altul, numită şi rezistenţă la curgere.

Forţa F care deplasează fluidul este proporţională cu suprafaţa stratului (s) şi cu gradientul de viteză (Δv) şi invers proporţională cu distanţa dintre două straturi (l):

(1.1.)

unde η reprezintă viscozitatea dinamică (absolută).

Unitatea de măsură pentru η se numeşte poise (P), iar cel mai frecvent submultiplu utilizat este centipoise-ul (cP).

1P = 100 cP sau 1 cP = 10-2 P

Raportul dintre viscozitatea dinamică şi densitatea lichidului reprezintă viscozitatea cinematică:

(1.2.)

Viscozitatea este o mărime care depinde de temperatură; la creşterea temperaturii are loc o scădere a viscozităţii. Aceasta se datorează micşorării forţelor intermoleculare de tip Van der Waals, ca urmare a creşterii agitaţiei termice.

În practică se lucrează frecvent cu viscozitatea convenţională a produselor, care se determină prin diferite metode experimentale care pot fi grupate astfel:

- metode care au la bază curgerea lichidului de analizat prin tuburi capilare sau prin orificii;

- metode care măsoară timpul de cădere a unei greutăţi printr-un tub în care se găseşte lichidul de analizat;

- metode care măsoară rezistenţa opusă de fluid la rotirea unui ax sau a unui cilindru;

- metode care măsoară energia consumată la rotirea în lichidul de analizat a unui agitator sau a unui dispozitiv de forfecare;

Măsurarea viscozităţii lichidelor este importantă pentru aprecierea caracteristicilor de calitate a unor mărfuri lichide, cum ar fi: alimente (uleiuri, siropuri, geluri), produse petroliere (motorină, uleiuri şi lubrifianţi), lacuri, vopsele, emailuri, etc.

2.2. Determinarea viscozităţii convenţionale Engler

Metoda de determinare a viscozităţii Engler face parte din categoria metodelor care urmăresc curgerea lichidului prin tuburi capilare sau orificii.

Viscozimetrul Engler permite determinarea viscozităţii convenţionale a unui lichid ca raport între timpul de scurgere a unui volum dat din lichidul analizat (t), la o anumită temperatură şi timpul de scurgere a aceluiaşi volum de apă distilată la temperatura de 20 ºC (ta):

(1.3.)

Timpul ta este o constată a viscozimetrului şi depinde de diametrul orificiului de curgere.

Viscozitatea convenţională Engler se exprimă în grade Engler (ºE).

Aparatură şi materiale

- viscozimetru Engler

- două termometre

- plită electrică

- apă distilată

- lichidul de analizat

Mod de lucru

Viscozimetrul Engler se compune dintr-un vas cilindric de alamă sau oţel inoxidabil (1), prevăzut cu un orificiu de scurgere calibrat, care se poate obtura cu o tijă, astfel încât să se poată controla pornirea şi oprirea scurgerii; o baie de încălzire (2) şi un vas colector cotat (balon cotat Engler).

În prima etapă a lucrării practice este necesar să se determine ta, dacă constanta viscozimetrului nu este cunoscută din cartea tehnică a aparatului. Pentru aceasta se introduce apă distilată încălzită la 20 ºC în interiorul vasului cilindric (1) până la nivelul reperului vizibil pe interiorul vasului, orificiul fiind acoperit cu tija. Se lasă să curgă apa în vasul colector, cronometrând timpul de curgere a 200 ml. Se repetă operaţia de 5 –10 ori, controlând şi corectând la nevoie temperatura apei distilate. Se face media aritmetică a timpilor de curgere obţinuţi, care reprezintă constanta viscozimetrului