Le viscosimètre nous permet de mesurer la viscosité des liquides et d’évaluer leurs propriétés d’écoulement. Cet équipement a des applications variées et peut être utilisé dans différentes substances et matériaux.
Le fonctionnement de cet équipement dépend du type d’instrument. Il existe une gamme variée de dispositifs qui peuvent être classés dans les catégories suivantes:
- Capillaires.
- Rotationnelles.
- De vibration.
- Un but particulier.
En raison des différents types et modes de fonctionnement au sein de chaque catégorie, cet article se limitera à décrire le fonctionnement général de chaque catégorie, à l’exception des viscosimètres à usage spécial, où nous mentionnerons le fonctionnement de trois modèles, en raison de la diversité existant au sein de la catégorie.
Viscosimètres capillaires
Ils sont très variés et constituent les équipements les plus simples qui soient ; ils sont faciles à utiliser et sont essentiellement des instruments de laboratoire. Cette catégorie peut être divisée en trois groupes, Ostwald modifié, niveau suspendu pour les liquides transparents et flux inverse pour les liquides transparents et opaques.
Ils se composent d’un tube en verre en forme de U avec deux ampoules, l’une située en haut et l’autre située en bas. De manière générale, le fluide passe du bulbe supérieur au bulbe inférieur, à travers un capillaire. La mesure effectuée est le temps qu’il faut à un volume connu de fluide en test pour passer à travers une longueur de tube capillaire.
La force qui donne un élan au fluide peut provenir de la gravité, ou dans le cas des équipements les plus sophistiqués, du gaz pressurisé.
Viscosimètres rotatifs
La base de la mesure réalisée par ce type d’instrument est la valeur du couple nécessaire lors de la rotation d’un dispositif dans un fluide, à une vitesse connue, valeur qui est utilisée pour le calcul de la viscosité. Ces viscosimètres offrent une plage de mesure potentielle supérieure, par rapport aux viscosimètres capillaires ou Saybolt. Ils sont donc adaptés pour mesurer des substances très visqueuses.
Ils peuvent fonctionner selon deux principes, de Searle et de Couette. Dans le premier, le moteur déplace l’élément submersible à l’intérieur de la coupe fixe. Dans le second, le moteur déplace le conteneur ou la coupe, tandis que l’élément submersible reste stationnaire. Aujourd’hui, la plupart des viscosimètres rotatifs commerciaux sont dotés du principe Searle.
Dans la catégorie des viscosimètres rotatifs, on trouve, des cylindres coaxiaux, des disques rotatifs, des cônes et des plaques, des cylindres coniques et des mélangeurs ou des palettes. La variation entre ces appareils se trouve dans la conception de l’élément submersible.
Viscosimètres à vibration
Ils utilisent une tige vibrante qui fonctionne avec un moteur. La base du calcul est l’amortissement des vibrations ou la rapidité avec laquelle les vibrations sont dégradées, causées par la viscosité du liquide. Ces appareils sont populaires en raison de leur haute sensibilité.
Viscosimètres à usage spécial
Dans ce groupe, nous avons, ceux du corps mobile, comme ceux à bille ou à piston descendant, à bille roulante, à torsion, à oscillation, à piston oscillant, Saybolt universel, entre autres.
Dans les cas de piston ou de boule descendante et de boule roulante, le calcul se base sur la vitesse terminale obtenue par un piston ou une boule tombant à travers le liquide. Pour effectuer la mesure, le fluide évalué est placé dans le cylindre du piston ou de la bille. Le temps nécessaire au piston ou à la bille pour descendre, en raison de la résistance du liquide, est utilisé pour déterminer la viscosité.
Le dispositif à piston oscillant, également appelé électromagnétique, est composé d’une caméra de mesure et d’un piston à commande magnétique. Pour le calcul de la viscosité, on utilise les données de l’espace annulaire entre le piston et la chambre de mesure, la force du champ électromagnétique et la distance de déplacement du piston.
Dans le cas des viscosimètres Saybolt, ils se composent d’un tube ou d’un récipient avec un diamètre spécifique et un trou dans sa partie basse, à travers lequel le liquide s’écoule, qui est recueilli dans un récipient. La viscosité est déterminée en chronométrant le temps nécessaire au conteneur pour se vider et en secondes. Ces équipements sont faciles à utiliser et sont populaires dans les industries de la peinture.
Viscosimètres Kalstein
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