ویسکوزیته چیست و چگونه اندازه‌گیری می‌شود
ویسکوزیته یا گرانروی، به زبان ساده، میزان مقاومت یک سیال در برابر جاری شدن یا تغییر شکل است. به عبارت دیگه، هرچه ویسکوزیته یک سیال بیشتر باشد، غلیظ‌تر است و سخت‌تر جاری می‌شود. مثلاً عسل نسبت به آب ویسکوزیته بالاتری دارد.
به طور دقیق‌تر، ویسکوزیته به مقاومت در برابر تنش برشی اشاره دارد. تنش برشی، نیرویی است که به موازات سطح سیال اعمال می‌شود و باعث تغییر شکل یا جاری شدن آن می‌شود. سیالات با ویسکوزیته بالا، مقاومت بیشتری در برابر تنش برشی از خود نشان می‌دهند.
اندازه گیری ویسکوزیته در آزمایشگاه:
روش‌های مختلفی برای اندازه‌گیری ویسکوزیته در آزمایشگاه وجود دارد که بر اساس نوع سیال و دقت مورد نیاز انتخاب می‌شوند. در اینجا به برخی از رایج‌ترین روش‌ها اشاره می‌کنیم:
ویسکومترهای مویینگی (Capillary Viscometers): در این روش، سیال از یک لوله مویین با قطر مشخص عبور داده می‌شود. سرعت جریان سیال با توجه به قطر لوله، فشار اعمال شده و زمان عبور اندازه‌گیری شده و بر اساس آن ویسکوزیته محاسبه می‌شود. این روش به ویژه برای سیالات نیوتنی (سیالاتی که ویسکوزیته آنها ثابت است و به میزان تنش برشی بستگی ندارد) مناسب است.
ویسکومترهای چرخشی (Rotational Viscometers): در این روش، یک جسم (مثل استوانه یا دیسک) درون سیال چرخانده می‌شود. گشتاور لازم برای چرخش جسم با سرعت مشخص، متناسب با ویسکوزیته سیال است. این روش برای سیالات نیوتنی و غیرنیوتنی (سیالاتی که ویسکوزیته آنها با تغییر تنش برشی تغییر می‌کند) قابل استفاده است.
ویسکومترهای سقوطی (Falling Ball Viscometers): در این روش، یک کره فلزی با وزن مشخص در سیال رها می‌شود. سرعت سقوط کره به دلیل نیروی مقاومتی سیال کاهش پیدا می‌کند. با اندازه‌گیری سرعت سقوط و استفاده از قانون استوکس، ویسکوزیته محاسبه می‌شود. این روش برای سیالات نیوتنی مناسب است.
ویسکومترهای ارتعاشی (Vibrational Viscometers): در این روش، یک جسم (مثل تیغه) در داخل سیال با فرکانس مشخصی به ارتعاش در می‌آید. میزان کاهش ارتعاش، متناسب با ویسکوزیته سیال است. این روش برای اندازه‌گیری ویسکوزیته سیالات در شرایط مختلف، از جمله دمای بالا و فشار بالا، مناسب است.
کاربردهای ویسکوزیته:
ویسکوزیته یک خاصیت بسیار مهم در صنایع مختلف است و کاربردهای زیادی دارد، از جمله:
صنایع غذایی: کنترل ویسکوزیته در تولید سس‌ها، نوشیدنی‌ها، مرباها و …
صنایع رنگ و پوشش: تنظیم ویسکوزیته برای ایجاد پوشش یکنواخت و با کیفیت
صنایع آرایشی و بهداشتی: کنترل ویسکوزیته در تولید کرم‌ها، لوسیون‌ها، شامپوها و …
صنایع نفت و گاز: اندازه‌گیری ویسکوزیته نفت خام و فرآورده‌های نفتی برای پمپاژ و انتقال بهینه
صنایع پتروشیمی: کنترل ویسکوزیته پلیمرها و مواد شیمیایی
پزشکی: اندازه‌گیری ویسکوزیته خون برای تشخیص بیماری‌های خاص
مهندسی مکانیک: طراحی روانکارها و سیالات هیدرولیکی