점도계의 종류와 원리

소개글

점도계의 종류와 원리에 대한 보고서 자료입니다.

목차

1. 모세관 점도계에 의한 점도 측정 방법

2. 낙구 점도계에 의한 점도 측정 방법

3. 원추-평판형 회전 점도계에 의한 점도 측정 방법

4. 이중 원통형 회전 점도계에 의한 점도 측정 방법

5. 단일 원통형 회전 점도계에 의한 점도 측정 방법

6. Saybolt 점도계

본문내용

.
(3) 원추-평판 형 회전 점도계의 종류
<그림11 ICI 디지탈 > <그림12 ICI 아날로그 > <그림13 ICI Multi speed >
4.이중 원통형 회전 점도계에 의한 점도 측정 방법
(1) 특징
① 점도측정 외에 각속도(또는 토크)를 바꾼 일련의 측정으로 비뉴턴 액체의 유동곡선을 구할 수가 있다.
② 비교적 이론에 가까운 전단속도(또는 전단응력)가 정해진다.
(2) 측정원리
① 공축 이중 원통형 회전 점도계는 동일 중심축을 가진 외통 및 내통의 틈새에 채워진 시료를 층류상태로 회전 유동시켜 어느 한쪽의 원통을 (a) 일정한 각속도로 회전시켰을 때의 다른 쪽의 원통 면에 작용하는 토크를 측정하거나 또는 (b) 일정한 토크로 회전시켰을 때의 원통의 각속도를 측정하여 점도를 구하는 것으로서 시료가 뉴턴 액체인 경우에는 점도는 다음 식 ⑤로 구할 수 있다.
(식 ⑤)
② 공축 이중 원통형 회전 점도계의 구조 및 치수가 정해지면 식 ⑤에서
은 일정치가 되며 식 ⑤는 다음과 같이 바꿀 수 있다.
☞ 따라서, 미리 점도를 알고 있는 표준액을 사용하여 실험적으로 KR 을 구해두면 임의 시료의 점도는 위의 방법에 따른 토크 또는 (b)의 방법에 따른 각속도를 측정함으로써 구할 수 있다.
③ 전단 속도, 전단 응력은 식 ⑥으로 구할 수 있다.
(식 ⑥)
식 ⑥에서 뉴턴 액체로 가정 했을때, 내통면에서 전단속도 또는 전단응력은 r로 Ri를 대입함으로써 각각 구한다.
또, 마찬가지로 외통면에서의 전단속도 또는 전단응력은 r에 Ro를 대입함으로써 각각 구한다.
5.단일 원통형 회전 점도계에 의한 점도 측정 방법
(1) 특징 및 측정원리
① 특징
가) 다른 회전점도계에 비하여 구조가 단순하기 때문에 취급이 간편하다.
나) 이론적으로 전단속도(또는 전단응력)은 확정할 수 없으나 각속도(또는 회전속도)를 바꿈으로써 점성거동을 할 수 있다.
다) 회전 원통에 비하여 비교적 큰 시료용기를 사용할 수 있기 때문에 분산계 외 액체일 경우에도 분산질의 방해 없이 측정할 수가 있다.
②측정원리
-단일 원통형 회전점도계는 시료 속에 있는 원통을 층류상태에서 일정 각속도로 회전시켰을 때의 원통 면에 작용하는 토크를 측정하여 점도를 구하는 것으로 미리 점도를 알고 있는 표준액을 사용하여 실험적으로 장치상수를 정해 두면 점도는 다음 식 ⑦로 구한다.
(식 ⑦)
< 회전형 점도계의 종류 >
<그림14 Brookfield LVDV-II+ Rotary 점도계 > <그림15 LV-2000 Series 점도계 >
6.Saybolt 점도계
(1) Saybolt 점도계
이것은 주로 유류의 점성계수를 측정하는 데 사용되는 미국의 표준형 점도계이다.
위식에 의하면 배출관 속의 압력 측정과 지름을 측정하여야 하는데 실제로는 어렵고 또 지름을 균일하게 만드는 것도 힘들기 때문에 실용방법에 있어서는 짧은 모세관을 통하여 일정한 체적 V=60cc가 흐르는데 요하는 시간을 측정하여 동점성계수의 척도로 삼는다. 이 시간을 Saybolt Universal초(SUS,SSU,SUV) 라고 한다.
ν와Saybolt초(s)t사이에는다음과같은근사관계식이성립한다.
따라서 ν를 측정할 때에는 먼저 코르크로 배출구를 막은 후 액체를 채우고, 다음에 마개를 연다. 이 순간부터 용기 속에 일정한 양(60cc)의 액체가 흘러내릴 때까지의 시간(t)을 측정하면 위의 식에서 ν를 계산 할 수 있다.
<그림16 Saybolt 점도계 >
※참고자료 : (주) 동진 인스트루먼트 홈페이지 (http://www.dongjins.com/st-avs-s.htm)
숭실대학교 유체공학 실험실 홈페이지 (http://sfel.enets.co.kr)

키워드

점도계,   Saybolt 점도계,   회전 점도계,   낙구 점도계,   모세관 점도계