Viskometer Bola Jatuh Menegak

Banyak kaedah boleh digunakan untuk mengukur kelikatan cecair. Fenomena ini biasanya berdasarkan satu daripada tiga fenomena - permukaan bergerak yang bersentuhan dengan bendalir, objek yang bergerak melalui bendalir dan bendalir yang mengalir melalui komponen rintangan. Fenomena ini menggunakan tiga viskometer utama dalam industri, iaitu viskometer bola berputar dan jatuh dan viskometer kapilari. Viskometer bola jatuh biasanya digunakan untuk mengukur kelikatan cecair dan gas Newtonian. Kaedah ini menggunakan undang-undang gerakan Newton di bawah keseimbangan daya apabila bola yang jatuh mencapai halaju akhir. Mengikut undang-undang gerakan Newton untuk bola yang jatuh, terdapat daya apungan, graviti dan seretan, dan ketiga-tiga daya ini tiba pada daya bersih sifar. Daya seretan boleh diperoleh daripada undang-undang Stokes, yang sah untuk nombor Reynolds kurang daripada 1.

Viskometer bola jatuh sangat sesuai untuk mengukur kelikatan cecair, dan kaedahnya diterangkan dalam piawaian antarabangsa. Dalam piawaian antarabangsa G, kaedahnya berbeza daripada prinsip yang diterangkan dalam Ruj. Piawaian ini menerangkan kaedah tiub condong di mana tiub bola jatuh condong 10 darjah dari menegak. Di samping itu, untuk julat pengukuran kelikatan dinamik yang berbeza, enam bola dengan diameter berbeza digunakan, dan bola yang sesuai boleh dipilih apabila masa jatuh bola tidak kurang daripada masa jatuh minimum yang direkodkan semasa ujian. Pergerakan bergolek dan menggelongsor bola melalui cecair sampel kadangkala terletak dalam tiub penyukat silinder condong. Kelikatan sampel adalah berkaitan dengan masa yang diambil untuk bola jatuh pada jarak tertentu, dan keputusan ujian diberikan sebagai kelikatan dinamik.

Walaupun kaedah bola jatuh sudah mantap dan diterangkan dalam piawaian antarabangsa, mengendalikan viskometer jenis ini agak menyusahkan. Sebagai contoh, viskometer memerlukan enam bola diameter yang berbeza untuk mengukur julat kelikatan yang berbeza, dan pengguna mesti menjalankan ujian untuk memilih bola yang sesuai. Tambahan pula, adalah sukar untuk menentukan di mana bola jatuh mencapai halaju hujungnya, iaitu sama ada jarak antara garisan rakaman permulaan dan kedudukan jatuh awal adalah mencukupi. Di samping itu, viskometer tiub condong adalah 10 darjah dari menegak; oleh itu bola yang mencecah tanah bukan sahaja jatuh, tetapi juga bergolek. Fenomena ini berbeza dengan keadaan terbitan kaedah bola jatuh. Oleh itu, tujuan kajian ini adalah untuk membangunkan kaedah baru berdasarkan kaedah bola jatuh tradisional sambil menghasilkan persamaan dinamik yang menerangkan kelakuan bola jatuh dalam tiub menegak. Oleh kerana jenis viskometer ini berserenjang dengan tanah, ia dirujuk di sini sebagai viskometer bola jatuh menegak.