점도계에 대해서
점도는 유체를 움직이려고 할 때 움직이기 어렵다는 것을 나타내는 것입니다.
유체의 점도를 조사하기 위해서는 기울였을 때의 움직임이나 감촉, 액체를 섞을 때의 저항 등으로 비교할 수 있습니다.
인간의 몸에서는 식감이나 목 넘김 등 피부와 점막 감각으로 파악할 수 있습니다.
한편 점도를 수치화하려면 정해진 방법으로 측정할 필요가 있습니다.
과학적인 점도는 유체의 "흐르기 어려움"을 나타내는 수치로 전단응력을 전단속도로 나눈 값이 점도로 되어 있습니다.
점도를 측정하는 기기가 점도계이며, 목적과 점토 영역에 따라 다양한 종류가 있습니다.
점도계는 기본적인 측정원리에 따라 세관(가는 관)식과 낙구(구슬을 떨어트림)식, 그리고 회전식 점도계로 나눌 수 있습니다.
점도계의 종류와 구조
세관(가는 관)식 점도계는 세관(가는 관)내에 시료를 흘려보내 시간과 압력차이에 따라 점도를 산출하는 원리에 의한 것입니다.
세관(가는 관)식은 가장 역사가 깊은 점도계로 시료가 흘러내리는 시간을 측정하는 방법이 됩니다.
세관(가는 관)식 점도계는 저점도 유체 측정에 적합하며 물이나 오일 등의 측정에 이용됩니다.
낙구식 점도계는 정지한 유체시료안에 전용공을 떨어뜨림으로써 측정하는 원리의 방법입니다.
점도는 구슬의 낙하시간으로 나타나며 고점도 시료의 측정에 이용됩니다.
꿀이나 물엿 등의 점도 측정에 사용됩니다.
회전식 점도계는 회전체가 시료가 되는 유체로부터 받는 저항을 측정하는 방법입니다.
회전 토크에서 점성 저항을 읽어내어 수치화합니다.
회전식은 회전체의 형상에 따라 타입과 구조가 나누어져 있는 것입니다.
공축 이중 원통형과 단 일엔 통형, 콘 플레이트형 등이 있습니다.
현재는 회전점도계가 주류를 이루고 있으며, 회전수 변경을 통해 자료의 저항을 세밀하게 측정할 수 있습니다.
회전식 점도계의 회전 수를 자유자재로 제어할 수 있도록 한 것이 레오미터라고 불리는 측정 기기입니다.
그 외 점도계로는 진동식도 보급이 되어 있습니다.
이것은 진동자를 사용한 것으로, 유체 내에서 진동시키는 구동 전류로부터 점도를 산출할 수 있습니다.
점도계로 측정하는 방법에 대해서
공업제품의 재료가 되는 물질에는, 여러가지 물성을 가지고 있습니다.
그 중에서도 액성시료의 물성으로서 점도는 대표적인 것입니다.
유동성이 높은 상태에서의 사용이나, 코팅제등의 이용 등 요구되는 점도의 기준은 여러가지입니다.
그러므로 재료의 상태에 따라 적절하게 측정하는 것이 중요합니다.
이를 위해 필요한 것이 점도계로 측정하는 시료나 목적에 따라 원리나 측정방법도 다릅니다.
점도 측정의 중요한 요소로는 전단 속도를 들 수 있습니다.
전단 속도는 유체가 흐를 때 벽면과의 마찰로 유동 속도가 좌우되는 것에 근거합니다.
그리고 유로의 표면이나 직경에 따라 전단 속도도 변화하게 되는 것입니다.
또한 점도는 온도와 압력, 측정 시간에 따라 크게 좌우됩니다.
따라서 점도계는 이러한 요인을 제어할 수 있는 구조가 요구됩니다.
점도의 별명은 점성률이나 점성 계수라고도 불리며, 공업적으로 세이볼트초라는 단위도 사용됩니다.
점도 비교 측정에 자주 이용되는 것으로 오스트왈드 점도계를 들 수 있습니다.
이 점도계의 경우 상부 표선 위까지 항온 수조에 담급니다.
유동시료를 표선 위까지 빨아 올리고 나서 모세관 속을 자연강하하는 시간을 측정하는 원리입니다.
점도 이미 알고 있는 표준액과 비교함으로써 시료의 점도를 산출할 수 있습니다.
점도계에 의한 측정 주의점
점도측정의 주의사항은 우선 대상시료에 관한 규격이나 시험방법이 정해져 있는지를 확인하는 것입니다.
시험방법에 따라서는 측정기기 등의 형태나 치수가 정해져 있습니다.
다음 단계에서는 점도계의 형식을 결정하는 흐름입니다.
기기에 따라서는 직접 동점도를 측정할 수 있습니다.
덧붙여서 오스트월드 점도계는 표준액과의 상관 관계를 산출하는 유형의 점도계로 되어 있습니다.
실제 측정에 있어서는 시료의 동점도에 대응한 측정범위에서 선택하게 됩니다.
측정치를 교정하는 방법으로는 교정용 표준액이라는 것이 있습니다.
이것은 KS 규격으로 정해져 있으며 표준액과 당액의 동점도가 규정되어 있는 것입니다.
표준액을 사용하면 측정자가 직접 교정을 할 수 있습니다.
점도계 상수는 이 점도계 교정용 표준액을 사용하여 정해져 있습니다.
당액을 항온 수조에서 강하시켜 낙하 시간을 측정하여 동점도 제외한 값이 점도계 상수가 되는 것입니다.
동점도에 관해서는 점도를 밀도로 나누는 것을 통해 구할 수 있습니다.
측정할 때는 일정량의 시료가 정온상태에서 모세관 속을 중력강하하는 것이 중요합니다.
따라서 전용 항온 수조를 사용해야 합니다.
또한 수조에 점도계를 장착할 때는 수직을 충분히 확인하는 것이 중요합니다.
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