Un viscosimetro capillare è uno strumento utilizzato per determinare la viscosità di un liquido misurando il tempo che il liquido impiega per fluire lungo un tubo di piccolo diametro, detto capillare.
Le dimensioni del capillare (diametro interno e lunghezza) devono essere note, così come il volume del fluido; si misura il tempo impiegato per percorrere il tratto del capillare identificato da due segni posti sul capillare stesso.
La viscosità cinematica del fluido si ottiene moltiplicando il tempo per una costante che deve essere determinata per ogni singolo capillare attraverso una calibrazione con un fluido a viscosità nota:
v = tf * Kc
v = viscosità cinematica
tf = tempo di efflusso
Kc = costante del capillare
Questo tipo di viscosimetro si basa quindi su un principio gravimetrico (così come per le tazze ad efflusso), e sottintende che il fluido da misurare si avvicini a un fluido ideale, il quale rispetta le seguenti proprietà:
- comportamento Newtoniano
- incomprimibile
- flusso laminare e isotermo
- perfetta aderenza alle pareti del capillare
- viscosità indipendente dalla pressione
Nella pratica, i viscosimetri capillari si utilizzano per fluidi Newtoniani e di media viscosità (le alte viscosità non riescono a fluire solo sotto la spinta della gravità).
I viscosimetri capillari si dividono in due tipi: quelli a flusso diretto e quelli a flusso inverso; in quelli a flusso diretto, il fluido fluisce tra due punti noti e si raccoglie al di sotto di esso; in quelli a flusso inverso, il fluido si raccoglie al di sopra dei due punti noti. I capillari a flusso diretto sono utilizzati per liquidi trasparenti, quelli a flusso inverso per liquidi opachi, che renderebbero impossibile la visione chiara dei punti noti.
Appartengono ai capillari a flusso diretto i viscosimetri di Ubbelohde e di Ostwald, mentre il Cannon-Fenske è un capillare a flusso inverso.
Fig. 1: a) Ostwald – b) Ubbelohde
Fig. 2: Cannon-Fenske routine
Come in ogni misura di viscosità, è assolutamente importante tenere sotto controllo la temperatura dei campioni e dei viscosimetri utilizzando un apposito bagno termostatato; inoltre, la misura del tempo di flusso dovrebbe essere fatta utilizzando un cronometro certificato.
