Cách đo độ nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stoke

Độ nhớt là một đặc tính quan trọng của chất lỏng, ảnh hưởng đến các tính chất của chất lỏng như độ dẻo, độ nhớt và độ chảy. Việc đo đạc độ nhớt của chất lỏng là một phương pháp quan trọng để xác định tính chất của chất lỏng và áp dụng trong nhiều ngành công nghiệp khác nhau. Trong bài viết này, hãy cùng TKTECH tìm hiểu về cách đo độ nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stoke như thế nào nhé!

Độ nhớt của chất lỏng và hệ số chất lỏng là gì?

Trước khi tìm hiểu về cách đo độ nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stoke, bạn cần biết khái niệm độ nhớt chất lỏng và hệ số chất lỏng là gì? Độ nhớt là một đặc tính của chất lỏng, nó liên quan đến lực ma sát nội tại, cản lại sự di động tương đối của các lớp phân tử trong chất lỏng đó. Độ nhớt thay đổi rõ rệt khi nhiệt độ thay đổi. Nhiệt độ tăng thì độ nhớt giảm và ngược lại. Vì vậy, phải xác định độ nhớt của chất lỏng ở nhiệt độ ổn định, dao động không quá ± 0,1°C.

Hệ số chất lỏng là gì?

Hệ số độ nhớt của chất lỏng là một đại lượng biểu thị cho độ dày hoặc độ nhớt của chất lỏng đó. Nó thể hiện mức độ khó khăn của việc chuyển động bên trong chất lỏng. Hệ số độ nhớt được ký hiệu là η (eta) và được tính bằng đơn vị Pa·s (pascal-segundo) trong hệ đo lường SI.

Ngày nay, hệ số độ nhớt của chất lỏng có ảnh hưởng rất nhiều đến thuộc tính khác của chất lỏng. Điển hình nhất là độ nhớt của chất lỏng sẽ ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện, nhiệt độ và độ kết dính của các hạt bên trong chất lỏng.

Hệ số độ nhớt của chất lỏng có thể đo bằng nhiều phương pháp khác nhau tùy thuộc vào tính chất của chất lỏng đó và mục đích sử dụng. Ví dụ như: Phương pháp Stokes, Phương pháp quay đĩa động, Phương pháp cút xoay, Phương pháp áp suất khí nén, Phương pháp áp suất chất lỏng tĩnh, Phương pháp phân tán ánh sáng.

Đôi nét về phương pháp Stoke

Phương pháp Stoke là một trong những phương pháp đo độ nhớt chất lỏng phổ biến nhất hiện nay. Cách đo độ nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stoke này dựa trên định luật quan sát được phát minh bởi nhà vật lý người Anh George Stokes vào năm 1851. Theo đó, sự rơi tự do của một hạt rắn trong chất lỏng đồng nhất sẽ tỷ lệ thuận với hệ số độ nhớt của chất lỏng đó.

Một thiết bị cần thiết được sử dụng trong phương pháp đo độ nhớt chất lỏng Stoke đó là Viscometer (máy đo độ nhớt). Thiết bị này bao gồm một ống thủy tinh hình trụ có chứa chất lỏng cần đo độ nhớt. Trong ống thủy tinh này, một hạt lơ lửng được đặt vào và chuyển động trong chất lỏng theo trọng lực. Bạn có thể tham khảo một số sản phẩm chất lượng đang được cung cấp chính hãng tại TKTECH như:

– Máy đo độ nhớt cầm tay Lemis VM-250

– Máy đo độ nhớt cầm tay RION VT-06

– Máy đo độ nhớt Ametek Brookfield DV2T

Hướng dẫn cách đo độ nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stoke

Để tiến hành đo chỉ số độ nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stoke, bạn cần tiến hành theo các bước sau:

Bước 1: Chuẩn bị các dụng cụ, thiết bị cần thiết

Cách đo độ nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stoke cần sử dụng các dụng cụ sau:

– Một thước đo độ sâu để đo chiều sâu của chất lỏng trong một chất đựng

– Một hệ thống áp suất hơi nén hoặc bơm để đưa hạt rắn vào chất lỏng.

Bước 2: Thực hiện đo

Đầu tiên, bạn dùng thước đo độ sâu để đo chiều sâu của chất lỏng và ghi lại kết quả ra trên giấy. Sau đó thả hạt rắn vào chất lỏng và quan sát sự chuyển động của nó. Dùng một chiếc đồng hồ bấm giờ để ghi lại thời gian mà hạt rắn rơi từ vị trí ban đầu đến vị trí mới.

Hạt lơ lửng sẽ trải qua một lực cản từ chất lỏng và lực cản này sẽ phụ thuộc vào độ nhớt của chất lỏng. Thời gian mà hạt lơ lửng di chuyển từ trên đến dưới một khoảng cách nhất định trong ống thủy tinh cũng được đo đạc. Khi thời gian di chuyển của hạt lơ lửng được biết và kích thước của hạt lơ lửng được xác định, hệ số độ nhớt của chất lỏng có thể được tính toán bằng công thức Stokes.

Bước 3: Tính toán hệ số độ nhớt

Cách đo độ nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stoke sẽ áp dụng công thức sau đây để tính toán hệ số độ nhớt chất lỏng:

η = (2/9) * (ρh – ρl) * g * R^2/v


Trong đó:

• η là hệ số độ nhớt của chất lỏng
• ρh là khối lượng riêng của hạt rắn
• ρl là khối lượng riêng của chất lỏng
• g là gia tốc trọng trường
• R là bán kính của hạt rắn
• v là tốc độ rơi tự do của hạt rắn trong chất lỏng

Bước 4: Thực hiện các lần đo tiếp theo

Bạn tiến hành thực hiện lại khâu từ bước 2 đến bước 5 với các mẫu chất lỏng khác nhau nếu cần thiết. Sau khi kết thúc quá trình đo độ nhớt chất lỏng bằng phương pháp Stoke, ta sẽ thu được giá trị hệ số độ nhớt.

Một số lưu ý về cách đo độ nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stoke

Phương pháp Stoke chỉ áp dụng cho chất lỏng có độ nhớt đủ lớn để hạt lơ lửng không bị quá chậm hoặc quá nhanh khi di chuyển. Ngoài ra, độ chính xác của phương pháp này cũng có thể bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố khác. Ví dụ như kích thước và hình dạng của hạt lơ lửng, độ tinh khiết của chất lỏng. Ngoài ra còn có sự tác động của các yếu tố bên ngoài như sự rung động và sự dao động của ống thủy tinh.

Chính vì vậy, để đảm bảo tính chính xác và độ tin cậy của kết quả đo, người thực hiện cần tuân thủ các quy trình, quy định và tiêu chuẩn đo độ nhớt của chất lỏng. Đồng thời phải thực hiện kiểm soát chất lượng và bảo trì thiết bị đo thường xuyên.

Kết luận

Có thể thấy, đo độ nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stoke là một trong những biện pháp quan trọng và phổ biến trong việc xác định tính chất của chất lỏng. Qua đó, bạn có thể đo đạc độ nhớt của chất lỏng một cách chính xác và đáng tin cậy. Hiện phương pháp này đang được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Góp phần giúp cho nhiều ngành công nghiệp tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả sản xuất. 

Mong rằng qua bài viết này, bạn đọc đã nắm được cách đo độ nhớt của chất lỏng bằng phương pháp Stoke. Hy vọng bạn sẽ thực hiện đúng và mang lại kết quả chính xác để hỗ trợ cho công việc của mình. Nếu cần mua máy đo độ nhớt chất lượng, giá cả hợp lý, hãy liên hệ ngay với TKTECH để được tư vấn và báo giá chi tiết nhé!