Độ Nhớt Của Chất Lỏng - Thiết Bị Bình Phú

Độ nhớt của chất lỏng là gì? Tất cả các loại chất lỏng như dầu, xăng, kem, socola hay bia rượu đều có một mứt độ nhớt riêng. Độ nhớt sẽ ảnh hưởng đến quá trình chuyển động của chất lỏng. Nếu độ nhớt này có chỉ số quá cao hoặc quá thấp đều không tốt.

Nội dung bài viết

• Độ nhớt là gì?
• Chỉ số nhớt là gì?
• Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của chất lỏng
• Độ nhớt của một số chất lỏng thông dụng
  • Độ nhớt của nước là bao nhiêu?
  • Độ nhớt của máu là bao nhiêu?
  • Độ nhớt của dầu là bao nhiêu?
• Đơn vị đo độ nhớt
• Phương pháp đo lường độ nhớt
  • Sử dụng máy đo độ nhớt mao dẫn
  • Phương pháp Zahn Cup
  • Phương pháp đo độ nhớt cầu rơi
  • Máy đo độ rung
  • Máy đo độ nhớt quay

Độ nhớt là gì?

Độ nhớt thường được gọi là lực cản của chất lỏng. Bạn có thể nghĩ về nước ( có độ nhớt thấp) và mật ong (có độ nhớt cao). Tuy nhiên, định nghĩa này có thể gây nhầm lẫn khi chúng ta nhìn vào các chất lỏng có mật độ phân tử khác nhau. Chính vì vậy không thể so sánh độ nhớt bằng mắt thường được.

Ở mức độ phân tử, độ nhớt là kết quả của sự tương tác giữa nhiều phân tử khác nhau trong chất lỏng. Điều này cũng có thể được hiểu là ma sát giữa các phân tử trong chất lỏng.

Cũng giống như trong trường hợp ma sát giữa các chất rắn chuyển động, độ nhớt sẽ xác định năng lượng cần thiết để tạo ra dòng chảy chất lỏng, Chất lỏng nào có mật độ phân tử càng cao thì chỉ số nhớt càng cao.

Từ độ nhớt có nguồn gốc từ chữ Latinh viscum alba, nó là một loại quả của loài cây tầm gửi, trong quả chứa một chất có độ nhớt cao, thường dùng để săn bắt các loài động vật.

Chỉ số nhớt là gì?

Mỗi chất lỏng có độ nhớt riêng của nó và có thể đo lường để xác định được gọi là chỉ số nhớt hay thông số nhớt, được biểu thị bằng chữ cái tiếng Hy lạp. Hệ số tỷ lệ thuận với hiệu suất cần thiết để cắt một chất lỏng.

Một chất lỏng chứa độ nhớt phải cần 1 nguồn áp lực để di chuyển. Sự khác biệt về vận tốc của chất lỏng giữa cạnh tiếp xúc (nơi nó bằng 0) và trung tâm là một thước đo khác của độ nhớt. Độ dốc vận tốc này là nhỏ đối với chất lỏng nhớt,có nghĩa là vận tốc không lớn hơn nhiều ở trung tâm so với hướng của nó.

Chất lỏng có độ dày càng lớn thì mức độ biến dạng hay vận tốc nhỏ hơn chất lỏng có độ dày mỏng.

Các yếu tố ảnh hưởng đến độ nhớt của chất lỏng

Vì độ nhớt là do tương tác giữa các phân tử, nên thuộc tính này bị ảnh hưởng bởi nhiệt, do nhiệt đó là kết quả của động năng của các phân tử trong chất lỏng. Tuy nhiên, nhiệt có tác dụng rất khác nhau đối với chất lỏng và khí. Làm nóng một chất lỏng dẫn đến sự phân tách lớn hơn các phân tử của nó có nghĩa là các lực giữa chúng bị suy yếu.

Do đó độ nhớt của chất lỏng giảm khi nó được làm nóng. Các phân tử khí di chuyển nhanh hơn sẽ va chạm với nhau thường xuyên hơn, dẫn đến sự gia tăng độ nhớt.

Độ nhớt thường không phụ thuộc vào áp suất, nhưng chất lỏng dưới áp suất mạnh thì một vài chất sẽ tăng độ nhớt so với trạng trái bình thường.

Độ nhớt của một số chất lỏng thông dụng

Hầu hết các chất lỏng thông thường có độ nhớt theo thứ tự từ 1 đến 1.000 mPa s, trong khi các loại khí có độ nhớt theo thứ tự từ 1 đến 10 μPa s.

Độ nhớt của nước là bao nhiêu?

Đó là câu hỏi mà nhiều bạn cho rằng dư thừa vì nước không có độ nhớt nhưng thực ra nếu sử dụng các loại máy đo độ nhớt có thể xác định chính xác độ nhớt của nước.

Độ nhớt của nước ở 20 ℃ là 1,0020 millipascal giây.

Độ nhớt của máu là bao nhiêu?

Máu cấu tạo gồm hồng cầu, tiều cầu và bạch cầu tồn tại trong môi trường huyết tương. Máu lưu thông liên tục khắp cơ thể người và độ nhớt của máu phụ thuộc vào nhiều yếu tố như độ nhớt của huyết tương, tỉ lệ giữa hồng cầu, bạch cầu và tiểu cầu hay mức độ cô đặc của máu.

Độ nhớt của máu ở 37 độ C là 23 – 4,1 Centipoise, đây chỉ là mức độ tương đối và không chính xác với tất cả mọi người.

Độ nhớt của máu được ký hiệu bằng ký tự η.

Độ nhớt của dầu là bao nhiêu?

Dầu ở đây là dầu nhớt sử dụng trong các động cơ xe máy, xe ô tô hay các loại xe cơ giới khác. Độ nhớt giúp tiết kiệm nhiên liệu và tạo ra mã lực cho động cơ. Độ nhớt là yếu tố giúp động cơ xe hoạt động với công suất cao nhất. Độ nhớt của dầu phụ thuộc vào từng loại động cơ xe có mã lực và tốc độ nhanh hay chậm.

Đơn vị đo độ nhớt

Có 2 đơn vị sử dụng làm đơn vị đo độ nhớt là:

Đơn vị pascal được ký hiệu là pa/s là độ nhớt động, còn được gọi là độ nhớt tuyệt đối, là lực tiếp tuyến trên một đơn vị diện tích cần thiết để di chuyển một mặt phẳng ngang đối với mặt phẳng ngang khác với vận tốc đơn vị khi duy trì một khoảng cách đơn vị cách nhau bởi chất lỏng.

Đơn vị độ nhớt động lực học ký hiệu là m2/s.

Độ nhớt động học là thước đo dòng chảy điện trở của chất lỏng dưới ảnh hưởng của trọng lực. Nó thường được đo bằng cách sử dụng một thiết bị gọi là nhớt kế mao dẫn.

Phương pháp đo lường độ nhớt

Có nhiều cách giúp bạn xác định độ nhớt từ thủ công đến sử dụng các phương pháp hiện đại nhất, mình sẽ giới thiệu một vài cách phổ biến nhất.

Sử dụng máy đo độ nhớt mao dẫn

Đây là phương pháp đầu tiên để đo độ nhớt được dựa trên việc sử dụng các ống mao quản và đo thời gian cần cho một lượng chất lỏng đi qua chiều dài của ống. Phương pháp này được sử dụng từ thế kỷ 20 cho đến nay.

Phương pháp Zahn Cup

Chứa 1 cốc đo độ nhớt nhỏ có tay cầm và một lỗ nhỏ ở phía dưới. Thời gian để tách cốc qua lỗ tương quan với độ nhớt. Cốc Zahn thường được sử dụng trong ngành sơn.

Phương pháp đo độ nhớt cầu rơi

Một kỹ thuật khác là máy đo độ nhớt cầu rơi, trong đó một quả cầu có mật độ đã biết được rơi vào mẫu chất lỏng và thời gian cần cho quả cầu rơi xuống một điểm xác định được ghi lại. Phương pháp này đã được sử dụng trên tàu để theo dõi chất lượng của nhiên liệu đi vào động cơ của tàu.

Máy đo độ rung

Các máy đo độ nhớt rung động đo sự giảm chấn của một bộ cộng hưởng điện dao động đặt mình trong chất lỏng. Kỹ thuật này thường được sử dụng trong quá trình sản xuất một dòng sản phẩm, hoặc trong các ứng dụng quy trình khác.

Máy đo độ nhớt quay

Máy đo độ nhớt quay đo các mô-men xoắn cần thiết để biến một đối tượng trong một chất lỏng như một chức năng của độ nhớt của chất lỏng. Phương pháp này thường được sử dụng trong các phòng thí nghiệm sản xuất và kiểm soát chất lượng.

Loại máy đo độ nhớt phổ biến nhất hiện nay là máy đo độ nhớt Brookfield, có thể xác định chính xác độ nhớt của nhiều loại chất lỏng khác nhau với kết quả chính xác nhất.

Thương hiệu máy đo độ nhớt Brookfield với các dòng sản phẩm như:

Máy đo độ nhớt Brookfield DV1

Máy đo độ nhớt kỹ thuật số DVE

Các chất lỏng đơn giản phản ứng một cách đơn giản để tăng tốc độ dòng chảy, thời gian và được gọi là chất lỏng tinh khiết hoặc Newton. Những chất lỏng tinh khiết này bao gồm những thứ như nước và sữa.

Tuy nhiên, có một loại chất lỏng phi Newton phản ứng theo những cách rất khác nhau. Các kỹ thuật đo độ nhớt này đòi hỏi phương pháp phức tạp và có thể sử dụng các loại dụng cụ khác.

Độ nhớt của chất lỏng là một yếu tố quan trọng không chỉ ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe con người như độ nhớt của máu. Trong ngành sản xuất thực phẩm, công nghiêp, hóa dầu hay vận tải việc xác định chính xác chỉ số nhớt hay thông số nhớt sẽ quyết định cho sự thành công của sản phẩm.