ISO 3105:1976
(Main)Glass capillary kinematic viscometers — Specification and operating instructions
Glass capillary kinematic viscometers — Specification and operating instructions
Viscosimètres à capillaire, en verre, pour viscosité cinématique — Spécifications et modes d'emploi
General Information
Relations
Buy Standard
Standards Content (Sample)
@ 3105
INTERNATIONAL STANDARD
‘*E&
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .MEXLlYHAPOnHAR OPiAHMJAUMR ii0 CTAHLlAPTCI3AUHH .ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
0 Glass capillary kinematic viscometers - Specification and
operating instructions
Viscosimètres a capillaire, en verre, pour viscosité cinématique - Spécifications et modes d’emploi
First edition - 1976-08-01
e
I
- w UDC 532.13 Ref. No. IS0 3105-1976 (E)
?
ln Descriptors : laboratory equipment, laboratory glassware, viscometers, capillary viscometers, specifications, dimensions, calibrating,
0 instructions.
rY
3
Price based on 28 Pages
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FOREWORD
IS0 (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation
of national standards institutes (IS0 Member Bodies). The work of developing
International Standards is carried out through IS0 Technical Committees. Every
a subject for which a Technical Committee has been set
Member Body interested in
up has the right to be represented on that Committee. International organizations,
governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
Draft International Standards adopted by the Technical Committees are circulated
to the Member Bodies for approval before their acceptance as International
Standards by the IS0 Council.
International Standard IS0 3105 was drawn up by Technical Committee
ISO/TC 28, Petroleum products, and circulated to the Member Bodies in October
1973.
It has been approved by the Member Bodies of the following countries :
Austria India South Africa, Rep. of
Belgium Ireland Spain
Bulgaria Israel Sweden
Canada Mexico Thailand
Turkey
Czechoslovakia Netherlands
United Kingdom
Egypt, Arab Rep. of New Zealand
France U.S.A.
Norway
Germany U.S.S.R.
Poland
Hungary Romania
The Member Body of the following country expressed disapproval of the document
on technical grounds :
Australia
O International Organization for Standardization, 1976 0
Printed in Switzerland
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INTERNATIONAL STAN DARD IS0 3105-1976 (E)
Glass capillary kinematic viscometers - Specification and
operating instructions
1 SCOPE AND FIELD OF APPLICATION
3 MATERIALS AND MANUFACTURE
1.1 This International Standard gives specifications and
3.1 Fully annealed, low-expansion borosilicate glass shall
operating instructions for glass capillary kinematic be used for the construction of all viscometers. The size
number, serial number, and manufacturer's designation
viscometers of all the types described in detail in
shall be permanently marked on each viscometer. All timing
annexes A, B, and C as follows :
marks shall be etched and filled with an opaque colour, or
- modified Ostwald viscometers, annex A
otherwise made a permanent part of the viscometer.
- suspended-level viscometers, annex B
- reverse-flow viscometers, annex C 3.2 With the exception of the FitzSimons and Atlantic
viscometers, all viscometers are designed to fit through a
51 mm hole in the lid of a constant-temperature bath
1.2 The calibration of the viscometers is described in
having a liquid depth of at least 280 mm; and it is assumed
clause 5.
that the surface of the liquid will be not more than 45 mm
from the top of the bath lid. For certain
1.3 This International Standard covers some widely used
constant-temperature baths, especially at low or high
viscometers suitable for use in accordance with IS0 3104,
temperatures, it may be necessary to construct the
Petroleum products - Transparent and opaque liquids -
viscometers with the uppermost tubes longer than shown to
Determination of kinematic viscosity and calculation of
ensure adequate immersion in the constant-temperature
dynamic viscosity. Other viscometers of the glass capillary
bath. Viscometers so modified can be used to measure
type which are capable of measuring kinematic viscosity
0
test method.
kinematic viscosity within the precision of the
within the limits of precision given in IS0 3104 may be
The lengths of tubes and bulbs on the figures should be
used.
held within It 10 % or It 10 mm, whichever is less, such that
the calibration constant of the viscometer does not vary
2 NOMENCLATURE FOR FIGURES more than 15 % from the nominal value.
The more frequently used letters on the figures in the
annexes are as follows :
A . lower reservoir
4 VISCOMETER HOLDER AND ALIGNMENT
B . suspended level bulb
4.1 All viscometers shall be mounted in a constant-
C and J . timing bulbs
temperature bath with tube L held within 1' of the
D . .upper reservoir
vertical as observed with a plumb bob or other equally
accurate inspection means. A number of commercially
E, F, and I . .timing marks
available holders are so designed that the tube L is held
G and H . filling marks
perpendicular to the lid of a constant-temperature bath;
K . overflow tube
nevertheless, the viscometer should be tested with a plumb
L . mounting tube line in order to ensure that the tube L is in a vertical
position.
M . lower vent tube
N . upper vent tube
4.2 Round metal tops, designed to fit above a 51 mm hole
P . connecting tube
in the lid of the bath, are frequently cemented on to the
R . .working capillary
Zeitfuchs, Zeitfuchs cross-arm, and Lantz-Zeitfuchs
1
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IS0 3105-1976 (E)
viscometers which then are permanently mounted on the IS0 3104, clause 6, and calculate the viscometer constant,
lid of the bath. Also a rectangular metal top, C. as follows :
25 mm x 59 mm, is often cemented on to the Zeitfuchs
V
cross-arm and Zeitfuchs viscometers. Viscometers fitted
c =-
t
with metal tops should also be set vertically in the
constant-temperature bath with the aid of a plumb line.
where
4.3 In each figure, the numbers which follow the tube
Y is the kinematic viscosity, in square millimetres per
designation indicate the outside tube diameter in
second,2) for the standard liquid;
millimetres. It is important to maintain these diameters and
t is the flow time, in seconds.
the designated spacing to ensure that holders will be
interchangeable.
5.4 Using reference viscometers of accurately known
viscometer constant
5 CALIBRATION OF VISCOMETERS
5.4.1 Select a clear petroleum oil, free from solid particles
and possessing Newtonian flow characteristics, with a
5.1 Procedures
kinematic viscosity within the range of both the reference
Calibrate the kinematic glass capillary viscometers covered
viscometer and the viscometer to be calibrated. The
by this International Standard using the procedures
minimum flow time shall be greater than that specified in
described in annexes A, B and C.
the appropriate table of the annex in both the reference
viscometer and the viscometer which is to be calibrated in
5.2 Viscosity oil standards
order that the kinetic energy correction (see 6.1) may be
less than 0,2 %.
Viscosity oil standardsi) are available having the approxi-
mate kinematic viscosity shown in table 1. Certified
5.4.2 Select a calibrated viscometer of known viscometer
kinematic viscosity values are established by co-operative
constant Cl. This viscometer may be a reference viscometer
tests and are supplied with each delivery.
(driving head at least 40 cm) that has been calibrated by the
step-up procedure using viscometers of successively larger
5.3 Using oil standards of accurately known viscosity
as the basic
diameters starting with distilled water
kinematic viscosity standard or a routine viscometer of the
Select from table 1 a viscosity oil standard with a
same type that has been calibrated by comparison with a
kinematic viscosity at the calibration temperature within
reference viscometer. Mount the calibrated viscometer
the kinematic viscosity range of the viscometer to be
calibrated and a minimum flow time greater than that together with the viscometer to be calibrated in the same
specified in the appropriate table of the annex. Determine bath and determine the flow times of the oil in accordance
the flow time to the nearest 0,2 s in accordance with with IS0 3104, clause 6.
TABLE 1 - Typical viscosity oil standards*
Viscosity Approximate kinematic viscosity, mm2/s, at
standard
designation - 53.89 C - 40 C 20 "C 25°C 37,78"C 40°C 50°C 98,89'C 100°C
3 300 80 4.0 3.0 1.2
6 11 8.9 5.7 1.8
20 44 34 20 18 4.0 3.9
60 170 120 60 54 7.4 72
200 450 200 180 17 17
640
600 2 400 1600 600 520 280 33 32
2 O00 8 700 5 600 2 O00 1 700 78 75
8 O00 37 O00 23 O00 8 O00 6 700
30 O00 81 O00 27 O00 23 O00 11 O00
*
The actual values for these standards are established and reaffirmed annually by co-operative tests. In 1971, tests were made using 15
different types of viscometer in 26 laboratories located in 9 countries.
1) Viscosity oil standards are available in certain count1 ies from national laboratories or other authorized sources.
2) In this International Standard, kinematic viscosity is expressed in square millimetres per second (mm2/s), which is a recommended
sub-multiple of the SI unit (rnz/s) for this quantity. In practice, however, the centistokes (cSt) is generally used in this case in the petroleum
1 cSt = 1 mm2/s
and petrochemical industries The values of the kinematic viscosity are unaffected by this practice in view of the fact that
2
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IS0 3105-1976 (E)
5.4.3 Calculate the viscometer constant Cl as follows : term, €/P, shall be negligible. The minimum flow times
required are set out as footnotes to the appropriate tables
t2 x c2
of viscometer dimensions given in annexes A, B and C.
Cl =-
tl
For viscometers whose constants are 0,05 mm*/s2 or less,
the kinetic energy correction may be significant if the
where
minimum 200 s flow time is not observed.
Cl is the constant of the viscometer being calibrated;
6.3 Maximum flow time
tl is the flow time to the nearest 0,2 s in the
viscometer being calibrated;
The limit of 1000s has been set arbitrarily as the
maximum flow time for the viscometers covered by this
C2 is the constant of the calibrated viscometer;
International Standard.
t2 is the flow time to the nearest 0,2 s in the calibrated
viscometer.
6.4 Surface tension correction
If the two menisci have different average diameters during
6 KINEMATIC VISCOSITY CALCULATION
the flow time and if the surface tension of the sample
differs substantially from the calibrating liquid, a surface
0 6.1 Basic formula
tension correction is necessary. The changed C constant,
C2, is given approximately as follows :
Kinematic viscosity, expressed in square miliimetres per
second, can be calculated from the viscometer dimensions
as follows : c2=c, [I+;(;-+) (y31 . (3)
100.rrgD4ht E
--
U= . . . (1)
where
128 V1 t2
g is the acceleration due to gravity, in centimetres per
where
second squared;
U is the kinematic viscosity, in square millimetres per
h is the average driving head, in centimetres;
second;
ru is the average radius of the upper meniscus, in
g is the acceleration due to gravity, in centimetres pet-
centimetres;
second squared;
q is the average radius of the lower meniscus, in
D is the diameter of the capillary, in centimetres;
centimetres;
1 is the length of the capillary, in centimetres;
(Y is the surface tension, in millinewtons per metre
h is the average vertical distance between the upper and (dynes per centimetre);
lower menisci, in centimetres;
p is the density, in grams per cubic centimetre.
0 V is the timed volume of liquids passing through the
Subscripts 1 and 2 relate to values with the calibrating
capillary, in cubic centimetres (approximately the
liquid and with the test portion, respectively.
volume of the timing bulb);
While this correction applies to all viscometers, a number of
E is the kinetic energy factor, in square millimetre
viscometers are designed to minimize the surface tension
seconds;
correction. The greatest correction normally encountered is
t is the flow time, in seconds. with a viscometer calibrated with water and used for oils.
Generally, viscometers are calibrated and used with
If the viscometer is selected so that the minimum flow time
hydrocarbons whose surface tensions are close enough for
shown in the tables of annexes A, B, and C are exceeded,
these corrections to be insignificant.
the kinetic energy term, E/t2, becomes insignificant and
equation(1) may be simplified be grouping the non-variable
6.5 Effect of temperature
terms into a constant, C, as follows :
The viscometer constant, C, is independent of temperature
U = C.t . . . (2)
for those viscometers which have the volume of sample
adjusted at the bath temperature and in the case of all
6.2 Kinetic energy correction
suspended-level viscometers.
The viscometers described in annexes A, B, and C are
designed such that the kinetic energy correction term, E/t2, 6.5.1 The following viscometers, which have a fixed
is negligible if the flow time is more than 200 s. In the case volume charged at ambient temperature, have a viscometer
of several sizes of viscometer for the measuremenf of constant, C, which varies with temperature : Cannon-
low-viscosity liquids, a minimum flow time greater than Fenske routine, Pinkevitch, Cannon-Manning semi-micro,
200 s is required in order that the kinetic energy correction and Cannon-Fenske opaque.
3
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6.5.2 The following equation can be used to calculate the upper reservoir of the Cannon-Fenske opaque
viscometer, in centimetres;
viscometer constant at temperatures other than the
calibration temperature for the Cannon-Fenske routine
h is the average driving head, in centimetres;
Pinkevitch, and Cannon-Manning semi-micro viscometers :
p1 is the density of the test liquid at the filling
temperature, in grams per cubic centimetre;
(4)
p2 is the density of the test liquid at the test
temperature, in grams per cubic centimetre.
where
is the constant of the viscometer when filled and
C1
6.5.3 The temperature dependence of C for the
calibrated at the same temperature;
Cannon-Fenske opaque (reverse-flow) viscometer is given as
V is the volume of charge, in cubic centimetres;
follows :
D is the average diameter of the meniscus in the lower
4 V(P2-Pl)
reservoir for the Cannon-Fenske routine, Pinkevitch and . . . (5)
~02hp2
Cannon-Manning semi-micro viscometers, and in the 1
4
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ANNEX A
MODIFIED OSTWALD VISCOMETERS
A.l GENERAL liquid flow) with the tube N immersed in the liquid sample.
Draw the sample to timing mark F for the Cannon-Fenske
The following viscometers of the modified Ostwald type for
routine and Pinkevitch viscometers and to filling mark G
transparent liquids follow the basic design of the Ostwald
for the Cannon-Manning semi-micro viscometer. Mount the
viscometer, but are modified to ensure a constant volume
viscometer upright in the constant-temperature bath,
test portion in the viscometer :
keeping tube L vertical.
a) at the filling temperature :
Cannon-Fenske routine viscometer
Cannon-Manning semi-micro viscometer
Pinkevitch viscometer
0
b) at the test temperature :
Zeitfuchs viscometer
SI L viscometer
BS/U-tube viscometer
BS/U miniature viscometer
The above viscometers are used for the measurement of the
kinematic viscosity of transparent Newtonian liquids up to
20 O00 mm2/s.
Kinematic viscosity of sample Drainage time
A.2 APPARATUS
mrn2/s S
For the modified Ostwald viscometers, detailed drawings,
size designations, nominal viscometer constants, kinematic
Under 10
10 to 20
viscosity range, capillary diameter and bulb volumes for
10 to 100 40 to 60
each viscometei- are shown in figures 1 to 7.
100 to 1 O00
100 to 120
Over 1 O00
180 to 200
A.3 OPERATING INSTRUCTIONS
0 Adjust the working volume by drawing the meniscus at the
A.3.1 A standard operating procedure applicable to all
bottom of the column of liquid exactly to filling mark H,
glass capillary kinematic viscometers is contained in
making sure that the sample completely fills the viscometer
IS0 3104. Operating instructions for the modified Ostwald
between filling mark H and the tip of the over-flow in
viscometers are outlined in A.3.2 to A.3.8 with emphasis on
D; after this final adjustment of the working volume,
bulb
procedures that are specific to this group of viscometers.
remove the finger and close or remove the connection of
the vacuum source. The final adjustment may be more
A.3.2 Select a clean, dry calibrated viscometer which will
conveniently made by disconnecting the vacuum and
give a flow-time greater than 200 s or the minimum shown
applying pressure to the mounting tube L by use of a
is the greater.
in the table of dimensions, whichever
rubber bulb.
A.3.3 Charge the viscometer in the manner dictated by the
A.3.3.3 Charge the SIL viscometer by tilting it about 30"
design of the instrument, this operation being in
from the vertical, with bulb A below capillary R. Introduce
conformity with that employed when the instrument was
enough of the sample into tube L for bulb A to fill
calibrated. If the sample is thought to contain fibres or
completely and overflow into the gallery. Return the
a 75pm screen during
solid particles, filter through
viscometer to the vertical position and mount it in the
charging.
constant-temperature bath so that tube L is vertical. The
quantity of sample charged should be such that the level in
A.3.3.1 To charge the Cannon-Fenske routine, is 3 to 14 mm above opening S. The
the lower reservoir
Cannon-Manning semi-micro, and Pinkevitch viscometers, sample will rise in capillary R somewhat higher than
invert the viscometer and apply suction to tube L (the opening S. After the temperature equilibrium has been
Pinkevitch viscometer has a side arm O to which vacuum is reached, remove any excess sample from the gallery by
applied, with the finger on tube L being used to control the suction applied to tube K.
5
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A.3.3.4 Mount the BS/U-tube or BS/U/M miniature A.3.6 Measure, to the nearest 0,2 s, the time required for
viscometer in the constant-temperature bath keeping tube L the leading edge of the meniscus to pass from timing
vertical. Using a long pipette to minimize any wetting of mark E to timing mark F. If this flow time is less than the
tube L above filling mark G, fill bulb A with a slight excess minimum flow time specified for the viscometer, select a
of the sample. After allowing the sample to attain the bath viscometer with a smaller diameter capillary and repeat
temperature, adjust the volume of the sample to bring the steps A.3.3 to A.3.6.
liquid level within 0,2 mm of filling mark G by withdrawing
the sample with a pipette.
A.3.7 Repeat steps A.3.5 and A.3.6 making a duplicate
measurement of flow time. If the two measurements agree
A.3.4 Allow the viscometer to remain in the
within 0,2 %, use the average for calculating kinematic
constant-temperature bath a sufficient time to ensure that
viscosity.
the sample reaches temperature equilibrium (for liquids of
10 min at 40 OC, 15 min at 100 OC,
low kinematic viscosity
or 20 min at 135 OC).
A.3.8 Clean the viscometer thoroughly by several rinsings
with an appropriate solvent completely miscible with the
A.3.5 Use vacuum (or pressure if the sample contains sample, followed by rinsing with a completely volatile
volatile constituents) to draw the sample through bulb C to solvent. Dry the viscometer by passing a slow stream of
about 5 mm above the upper timing mark E. Release the filtered, dry air through the viscometer for 2 min, or until
vacuum, and allow the sample to flow by gravity. the last trace of solvent is removed.
6
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Dimensions in mi I ii metres
C
U
For tolerances on
lengths, see 3.2
FIGURE 1 - Cannon-Fenske routine viscometer
TABLE 3 - Dimensions and kinematic viscosity ranges
inside diam- Bulb volume
Nominal
Kinematic Inside diam-
eter of tubes
viscometer
ml (+ 5%)
viscosity range
eter of tube R
Size No.
N, E and P
constant
mm2ts mm (+ 2 %) mm D C
imm2/s)/s
25 0,002 0.5" to 2
0.30 2.6 to 3.0 3.1 1.6
50 0,004 0.8 to 4
0.44 2.6 to 3.0
3.1 3.1
75 0,008 1.6 to 8 2.6 to 3.2
O. 54 3.1 3.1
1 O0 0,015 3 to 15 0.63 to 3.6
2,8 3.1 3.1
150 0,035 7 to 35 to 3.6
0,78 2.8
3.1 3,1
20 to 100 1 ,O1 to 3.6
200 o. 1 2.8 3,1 3.1
300 0.25 50 to 250 1.27 2,8 to 3.6
3,1 3.1
100 to 500 1.52 3,O to 3,8
350 0.5 3.1 3,1
240 to 1 200 1,92 3.0 to 3.8
400 1.2 3.1 3.1
2.35
500 to 2 500 3.5 to 4.2
450 2.5 3,1 3.1
3,20
500 8 1 600 to 8 O00 3.7 to 4.2
3.1 3.1
600 20 4 O00 to 20 O00 4,20 4.4 to 5.0
4.3 3.1
250 s minimum flow time; 200 s minimum flow time for all other sizes
7
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Dimensions in millimetres
Round Rectangu tar
"
holder holder
L- 18
f---
K-6
7
C
U
P
For tolerances on
lengths, see 3.2
FIGURE 2 - Zeitfuchs viscometer
TABLE 4 - Dimensions and kinematic viscosity ranges
Nominal
Inside diameter
Kinematic Inside diameter
Volume
viscometer of tubes
viscosity range* of tube R
No. bulb C
Size
conStant P, E and F
(mm*/s)/s mm*/s mm (? 2 %) mm
mi (r 5 %I
I
1 0,003 0.6 to 3 0.42 3.8 to 4.2
2 0.01 2to 10 0.59 to 4.2
3.8
3 0.03 6 to 30 0.78 to 4,2
3.8
4 o. 1 20 to 100 1,16 3,8 to 4.2
5 0.3 60 to 300 3.8 to 4.2
1-54
6 1 ,O 200 to 1 O00 2,08 3,8 to 4.2
7 3.0 600 to 3 O00 2.76 I 3,8 to 4,2
*
200s minimum flow time for all sizes
8
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Dimensions in millimetres
Size A to F-, 20 ,
-
L
N
4--
E
----
G
P
For tolerances on
lengths, see 3.2
U
FIGURE 3 - BS/U-tube viscometer
TABLE 5 - Dimensions and kinematic viscosity ranges
Outside diameter
Nominal Vertical Outside diam-
Kinematic inside diameter of tubes** Volume '
viscometer distance eter of bulbs
viscosity range of tube R bulb CI
Size No.
constant F to G
A and C
imm*/s) is mm*/s mm (+ 2 %) mi (+- 5 %I mm mm
0,003 0,9* to 3 0,50 5.0 91 14 21 to 23
0.01 2,o to 10 0.71 5,O 87 t 4 21 to 23
53 83 * 4 21 to 23
0.03 6 to 30 0.88
10.0 78 i 4 25 to 27
20 to 100 1,40
O, 1
10.0 73 t 4 25 to 27
60 to 300 2,oo
0,3
10.0 70 ? 4 25 to 27
200 to 1 O00 2.50
1 ,O
20.0 60 f 3 32 to 35
600 to 3 O00 4.00
3,o
* 3 32 to 35
H 10.0 2 O00 to 10 ow 6.10 20.0 50
*
300 s minimum flow time; 200 s minimum flow time for all other sizes.
**
Use 1 to 1.25 mm wall tubing for N, P, and L.
9
---------------------- Page: 11 ----------------------
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Dimensions in millimetres
6 to 7
5
c
For tolerances on
lengths, see 3.2
FIGURE 4 - BS/U/M miniature viscometer
TABLE 6 - Dimensions and kinematic viscosity ranges
Nominal
Outside diam-
Kinematic Inside diameter Volume
viscometer eter of tubes
viscosity range" of tube R bulb C
Size No.
constant
L, N and P**
(mm2/s)/s rnm2ls mm (+ 2%) mm ml (t 5 %)
0,001 0,2 to 1 0.50
0,005 0,50
0,015 3to 15 0,40 6 to 7 0,50
O ,O4 8 to 40 0,50 6 to 7 0,50
20 to 100 0,65 6 to 7 0,50
*
200 s minimum flow time for all sizes.
**
Use 1 to 1,25 mm wall tubing for N, P and L.
TO
---------------------- Page: 12 ----------------------
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Dimensions in millimetres
\& % \
?
L- 11 K-6
------7
C
C
C
A - 26
7
P
For tolerances on
-
lengths, see 3.2
I-
FIGURE 5 - SIL viscometer
TABLE 7 - Dimensions and kinematic viscosity ranges
Nominal
viscometer of tubes
Size No. constant E and P
(mm2/s)/s
mm (t 2 %)
~~
oc O, 003 0.6 to 3 0.41 4,5 to 5,5
1 0.01 2.0 to 10 0.61 4.5 to 5.5
1c 0.03 6 to 30 0.73 4.5 to 5.5
20 to 100 1,14 4.5 to 5.5
2 O, 1
60 to 300 1.50 4.5 to 5.5
2c 0.3
200 to 1 000 2,03 4.5 to 5.5
3 1 ,O
600 to 3 O00 2.68 4.5 to 5.5
3c 3.0
4 10.0 2 O00 to 10 O00 3,61 4.5 to 5,5
200 s minimum flow time for all sizes.
11
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IS0 3105-1976 (E)
Dimensions in millimetres
L-13
N-8
-
E
c-
ri
I
F
.c--
U
c
R
G
For tolerances on
-
lengths, see,3.2
El
P
/!!
FIGURE 6 - Cannon-Manning semi-micro viscometer
TABLE 8 - Dimension and kinematic viscosity ranges
Nominal
Kinematic Inside diameter
Volume
viscometer
viscosity range* of tube R
Size No. bulb C
N P
(mm2/s)/s mm2/s mir It 2 %) mm mm mi it 5 %)
25 0,002 0.4 to 2,O 0,22 t 0.01 1.0 to 1.2 0.4 to 0,7
0.31
50 0,004 0,8 to 4 0,26 + 0,Ol 1 ,O to 1.2 0,5 to 0,8 0,31
75 0,008 1.6 to 8 0,31 1 0.01 1,l to 1.3 0,6 to 0.8 0.31
1 O0 0,015 3to 15 8,36 i 0.02 1,2 to 1.4 0.7 to 0.9 0.31
150 0,035 7 to 35 0,47 ir 0.02 1.2 to 1.4 0.8 to 1 ,O 0.31
200 20 to 100 0.61 * 0.02 1,4 to 1,7 0.9 to 1,2 0.31
o. 1
300 0.25 50 to 250 0,76 4 0.02 1.5 to 1.8 1.2 to 1.6 0.31
350 1 O0 to 500 0,90 t 0.03 1.8 to 2,2 1.5 to 1.8 0.31
0.5
0,31
400 240to 1 200 1,13 + 0,03
12
0.31
4 50
500 0.31
0.31
600
*
200 s minimum flow time for all sizes.
12
---------------------- Page: 14 ----------------------
IS0 3105-1976 (E)
Dimensions in millimetres
t
r-
hl
A
W
N
1'
a
U i
P
W
(v
t
O
CO
I
l I-
For tolerances on
lengths, see 3.2
FIGURE 7 - Pinkevitch viscometer
TABLE 9 - Dimensions and kinematic viscosity ranges
Nominal
Bulb volume
viscometer
viscosity range mi (+ 5 %)
of tube R
Size No.
constant
(mm2/s)/s mm (+ 2 %)
O 0,001 7 0.6" to 1.7
0.40 3,7 3.7
1 0,0085 1,7 to 8.5 0.60 3.7 3.7
2 0.027 5.4 to 27 0.80 3,7 3,7
3 0,065 13 to 65 1 ,O0 3.7 3.7
4 0.14 28 to 140 1,20 3.7 3.7
5 0.35 70 to 350 1,50 3.7 3.7
6 200 to 1 O00 2.00 3.7 3.7
1 .O
7 520 to 2 600 2.50 3.7 3.7
2,6
8 I 060 to 5 300 3.00 3.7 3.7
5.3
9 I 980 to 9 900 3,50 3.7 3.7
93
10 17 3 400 to 17 O00 4.00 3.7 3.7
*
350 s minimum flow time; 200 s minimum flow time for all other sizes.
13
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IS0 3105-1976 (E)
ANNEX B
SUSPENDED-LEVEL VISCOMETERS
B.l GENERAL
B.3.3.2 Charge the BS/IP/SL, BS/IP/SL(S), BS/IP/MSL,
and FitzSimons viscometers through tube L with sufficient
The suspended-level viscometers include the BS/IP/SL,
sample to fill bulb A, but not bulb B. The viscometer may
BS/IP/SL(S), BS/IP/MSL, Ubbelohde, FitzSimons, Atlantic,
be mounted vertically in the constant-temperature bath
Cannon-Ubbelohde, and Cannon-Ubbelohde semi-micro
either prior to or following charging of the sample into the
designs. The distinctive feature of suspended-level
viscometer.
viscometers is that the liquid is suspended in the capillary
which it fills completely. This suspension ensures a uniform
B.3.3.3 Permanently mount the Atlantic viscometer in the
driving head of liquid independent of the quantity of
constant-temperature bath with the enlargement S resting
sample charged into the viscometer, making the viscometer
on the top-split collar, and the lower end of capillary
constant independent of temperature. By making the
tube R, 25 mm from the bottom of the bath. Pour the
diameter of the lower meniscus approximately equal to the
sample into a clean 50 ml beaker. Charge the viscometer by
average diameter of the upper meniscus, the surface tension
positioning the beaker and sample under tube L so that it
correction is greatly reduced. Suspended-level viscometers
will be immersed in the sample. Slowly apply vacuum to
are used for the measurement of the kinematic viscosities of
tube N by turning the three-way stopcock O to vacuum.
O00 mm*/s.
transparent, Newtonian liquids up to 100
Draw the sample into the viscometer filling capillary R,
timing bulb C, and partially filling upper bulb D. Close
stopcock O, holding the sample in the viscometer. If only a
8.2 APPARATUS
small sample is available, a short length of rubber-tipped
glass tubing can be placed in the beaker with the rubber
For the suspended-&el viscometers, detailed drawings, size
against the bottom of capillary tube R, and the sample
designations, nominal viscometer constants, kinematic
drawn up as above.
viscosity range, capillary diameter and bulb volumes for
each viscometer are shown in figures 8 to 15.
B.3.4 Allow the viscometer to remain in the
constant-temperature bath a sufficient time to ensure that
the sample reaches temperature equilibrium (for liquids of
B.3 OPERATING INSTRUCTIONS
low kinematic viscosity, 10 min at 40 OC, 15 min at 100 OC,
or 20 min at 135 OC; highly viscous liquids may require
B.3.1 A standard operating procedure, applicable to all
double this time).
glass capillary kinematic viscometers, is contained in
IS0 3104. Operating instructions for the suspended-level
B.3.5 Except for the Atlantic viscometer which already
types are outlined in B.3.2 to B.3.8 with emphasis on
has the sample in position, close tube M with the finger and
procedures that are specific to this group of viscometers.
use vacuum (or pressure, if the sample contains volatile
constitutes) to draw the sample slowly through bulb C to
B.3.2 Select a clean, dry calibrated viscometer which will
about 8 mm above the upper timing mark E. Release the
give a flow time greater than 200 s or the minimum shown
vacuum from tube N and immediately place a finger from
in the table of dimensions, whichever is the greater.
tube M to tube N holding the meniscus above timing
mark E until the lower meniscus has dropped below the end
B.3.3 Charge the viscometer in th
...
@ 3105
NORME INTERNATIONALE
‘ex!@
INTERNATIONAL ORGANIZATION FOR STANDARDIZATION .METnYHAPOnHAR OPrAHM3AUMn no CTAHDAPTM3AUMH .ORGANISATION INTERNATIONALE DE NORMALISATION
* Viscosimètres à capillaire, en verre, pour viscosité cinématique
- Spécifications et modes d‘emploi
Glass capillary kinematic viscometers - Specification and operating instructions
Première édition - 1976-08-01
CDU 532.13 Réf. no : IS0 3105-1976 (F)
Descripteurs : matériel de laboratoire, verrerie de laboratoire, viscosimetre, viscosimetre à capillaire, spécification, dimension, étalonnage,
instruction.
Prix basé sur 28 pages
---------------------- Page: 1 ----------------------
AVANT-PROPOS
L'ISO (Organisation Internationale de Normalisation) est une fédération mondiale
d'organismes nationaux de normalisation (Comités Membres ISO). L'élaboration des
Normes Internationales est confiée aux Comités Techniques ISO. Chaque Comité
Membre intéressé par une étude a le droit de faire partie du Comité Technique
correspondant. Les organisations internationales, gouvernementales et non
gouvernementales, en liaison avec I'ISO, participent également aux travaux.
Les Projets de Normes Internationales adoptés par les Comités Techniques sont
soumis aux Comités Membres pour approbation, avant leur acceptation comme
Normes Internationales par le Conseil de I'ISO.
La Norme Internationale IS0 3105 a été établie par le Comité Technique
ISO/TC 28, Produits pétroliers, et soumise aux Comités Membres en octobre 1973.
Elle a été approuvée par les Comités Membres des pays suivants
Afrique du Sud, Rép. d' Roumanie
Hongrie
Allemagne R oyaume-U ni
Inde
Autriche Irlande Suède
Belgique Israël Tchécoslovaquie
Bulgarie Mexique Thaïlande
Canada Norvège Turquie
Egypte, Rép. arabe d' Nouvelle-Zélande U.R.S.S.
Espagne U.S.A.
Pays-Bas
France Pologne
Le Comité Membre du pays suivant a désapprouvé le document pour des raisons
techniques :
Australie
O Organisation Internationale de Normalisation, 1976 0
Imprimé en Suisse
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NORME INTERNATIONALE IS0 3105-1976 (F)
Viscosimètres à capillaire, en verre, pour viscosité cinématique
- Spécifications et modes d'emploi
3 PRODUITS ET FABRICATION
1 OBJET ET DOMAINE D'APPLICATION
0
3.1 Pour la fabrication de tous les viscosimètres, utiliser du
1.1 La présente Norme Internationale donne les
verre au borosilicate, à faible dilatation et recuit. Les
spécifications et modes d'emploi pour viscosimètres à
capillaire, en verre, pour la détermination de la viscosité chiffres indiquant la taille, la série et la désignation du
cinématique, de tous les types suivants décrits de facon fabricant, doivent être marqués de facon indélébile sur
détaillée dans les annexes A, B et C : chaque viscosimètre. Tous les repères servant à mesurer le
temps doivent être gravés et peints d'une couleur opaque,
- viscosimètres d'0stwald modifiés, annexe A
ou doivent être inscrits en permanence sur le viscosimètre.
- viscosimètres à niveau suspendu, annexe B
- viscosimètres à écoulement inversé, annexe C
3.2 À l'exception des viscosimètres FitzSimons et
Atlantic, tous les viscosimètres sont concus pour passer
dans une ouverture, de diamètre 51 mm, pratiquée dans le
1.2 L'étalonnage des viscosimètres est spécifié dans le
couvercle du bain à température constante, contenant du
chapitre 5.
liquide sur au moins 280 mm de profondeur; par ailleurs, la
surface du liquide ne doit pas être à plus de 45 mm de la
1.3 La présente Norme Internationale traite de certains
partie supérieure du couvercle du bain. Dans le cas de
viscosimètres largement utilisés répondant aux
certains bains à température constante, en particulier pour
spécifications de I'ISO 31 04, Produits pétroliers - Liquides
les déterminations à basses ou hautes températures, il peut
opaques et transparents - Détermination de la viscosité
être nécessaire de construire des viscosimètres dont la partie
cinématique et calcul de la viscosité dynamique.
supérieure des tubes soit plus grande que celle indiquée,
pour permettre une immersion convenable dans le bain. Les
D'autres viscosimètres du type à capillaire, en verre, capables
e
viscosimètres ainsi modifiés peuvent être utilisés pour
de mesurer la viscosité cinématique dans les limites de
la viscosité cinématique dans les limites de
mesurer
précision fixées dans I'ISO 31 04, peuvent être employés.
précision de la méthode d'essai. Les longueurs des tubes et
des réservoirs indiquées dans les figures doivent être
2 NOMENCLATURE DES FIGURES
respectées à 10 % ou à 10 mm près, la plus petite de ces
la constante
valeurs devant être retenue, de sorte que
Les lettres utilisées le plus fréquemment sur les figures
d'étalonnage du viscosimètre ne s'écarte pas de plus de 15 %
données dans les annexes, sont les suivantes :
de la valeur nominale.
A . réservoir inférieur
B . réservoir à niveau suspendu
C et J . réservoirs de mesurage du temps
4 SUPPORTS DE VISCOSIM~TRES ET ALIGNEMENT
D . réservoir supérieur
LA VERTICALE
E, F et I . repères servant au mesurage du temps
4.1 Les viscosimètres doivent être montés dans un bain à
G et H . repères de remplissage
température constante, le tube L étant ajusté à 1' près à la
K . tube de trop-plein
verticale, à l'aide d'un fil à plomb ou de tout autre moyen
L . tube d'assemblage de contrôle convenable. Un certain nombre de supports
commercialisés sont concus de sorte que le tube L soit
M . tubeinférieur de liaison atmosphérique
perpendiculaire au couvercle du bain à température
N . tube supérieur de liaison atmosphérique
constante. Le viscosimètre doit néanmoins être contrôlé à
P . tube de connexion
l'aide d'un fil à plomb afin d'assurer que le tube L soit à la
R . ca pi I I aire verticale.
1
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4.2 Des rondelles métalliques, prévues pour être fixées 5.3 Étalonnage au moyen d'huiles étalons de viscosité
au-dessus de l'ouverture de 51 mm pratiquée dans le connue avec précision
couvercle du bain, sont souvent collées sur les viscosimètres
Choisir, dans le tableau 1, une huile étalon de viscosité dont
Zeitfuchs à bras croisés et Lantz-Zeitfuchs, qui sont, en
la viscosité cinématique à la température d'étalonnage se
conséquence, montés en permanence sur le couvercle du
situe dans la plage de viscosité cinématique du viscosimètre
bain. Une plaque métallique rectangulaire, de
à étalonner et ayant un temps minimal d'écoulement
25 mm x59mm, est également souvent fixée sur les
supérieur à celui qui est fixé dans le tableau approprié de
viscosimètres Zeitfuchs à bras croisés et Zeitfuchs. Les
l'annexe. Déterminer le temps d'écoulement à 0,2 s près,
viscosimètres équipés d'un couvercle métallique doivent
selon les indications du chapitre 6 de I'ISO 3104, et calculer
également être ajustés à la verticale dans le bain à
la constante, C, du viscosimètre, au moyen de l'équation
température constante, à l'aide d'un fil à plomb.
4.3 Sur chaque figure, les chiffres qui suivent la
t
désignation du tube indiquent le diamètre extérieur de
où
celui-ci, en millimètres. II est important de respecter ces
diamètres ainsi que l'espacement indiqué pour garantir
v est la viscosité cinématique, en millimètres carrés par
l'interchangeabilité des supports.
seconde,2) du liquide étalon;
t est le temps d'écoulement, en secondes.
5 ÉTALONNAGE DES VISCOSIM~TRES
5.1 Modes opératoires
5.4 Étalonnage à l'aide de viscosimètres de référence ayant
Etalonner les viscosimètres à capillaire, en verre, pour
une constante viscosimétrique connue avec précision
viscosité cinématique, traités dans la présente Norme
5.4.1 Choisir une huile de pétrole limpide, exempte de
Internationale, selon les modes opératoires spécifiés dans les
particules solides et possédant des caractéristiques
annexes A, B et C.
d'écoulement newtoniennes, dont la viscosité cinématique
se situe dans la plage de mesure du viscosimètre de
5.2 Huiles étalons de viscosité
référence et du viscosimètre à étalonner. Le temps minimal
des huiles étalons de viscositél) dont la
On peut obtenir d'écoulement doit être supérieur à celui qui est fixé dans le
viscosité cinématique correspond approximativement aux tableau approprié de l'annexe, tant avec le viscosimètre de
valeurs indiquées dans le tableau 1. Des valeurs certifiées de référence qu'avec le viscosimètre à étalonner, afin que la
correction d'énergie cinétique soit inférieure à 0,2 %
viscosité sont établies grâce à des essais coopératifs et sont
fournies avec chaque livraison. (voir 6.1).
TABLEAU 1 - Huiles étalons de viscosité tvPique*
Désignation Viscosité cinématique approximative, mm2/s, à
de la viscosité
de référence - 53,89 "C - 40 C 20 "C 25°C 37,78"C 40°C 5OoC 98,89OC 100°C
3 300 80 4.6 4.0 3,O 23 - 12 12
-
-
6
- 11 83 6.0 5.7 1,8 1,s
-
20
- 44 34 20 18 - 4,O 3.9
- -
60
- 170 120 60 54 7.4 7.2
200 - - 640 450 200 180 - 17 17
600 - - 2 400 1600 600 520 280 33 32
2 O00 - - 8 700 5 600 2 O00 1 700 - 78 75
- - -
8 O00 - - 37 O00 23 O00 8 O00 6 700
- -
30 O00 - - - 81 O00 27000 23 O00 11 O00
1) Les huiles étalons de Viscosité peuvent être obtenues dans certains pays auprès de laboratoires nationaux oL1 d'autres sources autorisées.
2) Dans la présente Norme Internationale, la viscosité cinématique est exprimée en millimètres carrés par seconde (mm2/s) sous-multiple
recommandé de l'unité SI (m2/s) pour cette grandeur. En pratique, cependant, le centistokes (cSt) est généralement employé, dans ce
cas, dans les industries du pétrole et pétrochimiques. Les valeurs de la viscosité Cinématique ne sont pas affectées par cette pratique compte tenu
du fait que 1 cSt = 1 mm%.
2
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5.4.2 Choisir un viscosimètre étalonné de constante Si le viscosimètre est choisi de sorte que le temps minimal
viscosimétrique, Cl, connue. Ce viscosimètre peut être un d’écoulement fixé dans les tableaux des annexes A, B et C
viscosimètre de référence (hauteur de charge 40 cm au soit dépassé, le terme €/t2, correspondant à l’énergie
moins) qui a été étalonné selon la méthode progressive qui cinétique, devient insignifiant, et l‘équation (1 ) peut être
à utiliser successivement des viscosimètres de
consiste simplifiée en regroupant les termes invariables en une
diamètres de plus en plus grands, en commencant avec de
constante, C, de la facon suivante :
l’eau distillée comme viscosité cinématique étalon de base,
v = C-t . . . (2)
ou un viscosimètre courant du même type, qui a été
étalonné par comparaison avec un viscosimètre de
6.2 Correction de l‘énergie cinétique
à la fois le viscosimètre étalonné et le
référence. Introduire
viscosimètre à étalonner dans le même bain, et déterminer
Les viscosimètres décrits dans les annexes A, B et C sont
les temps d‘écoulement de l‘huile selon les indications du
concus pour que le terme correctif de l‘énergie cinétique,
chapitre 6 de 1‘1S0 3104.
Eh*, soit négligeable si le temps d‘écoulement est supérieur
à 200 s. Pour plusieurs grandeurs de viscosimètres destinés
5.4.3 Calculer la constante viscosimétrique, C1, au moyen
au mesurage des liquides de faible viscosité, un temps
de l’équation
à 200 s est nécessaire pour
minimal d’écoulement supérieur
que le terme correctif de l‘énergie cinétique, E/@, soit
t2 xc2
c1 =-
négligeable. Les temps minimaux d’écoulement requis sont
tl
indiqués sous la forme de notes au bas des tableaux
où
appropriés donnant les dimensions des viscosimètres dans
les annexes A, B et C.
Cl est la constante du viscosim6tre à étalonner;
Dans le cas des viscosimètres dont les constantes sont égales
tl est le temps d’écoulement, à 0,2 s près, avec le
ou inférieures à 0,05 mm2/s2, la correction de l’énergie
viscosimètre à étalonner;
cinétique peut être importante si le temps minimal
d’écoulement de 200 s n‘est pas respecté.
C2 est la constante du viscosimètre étalonné;
t2 est le temps d‘écoulement, à 0,2 s près, avec le
6.3 Temps maximal d‘écoulement
viscosimètre étalonné.
La limite de 1 000s a été fixée arbitrairement comme
temps maximal d’écoulement pour les viscosimètres traités
6 CALCUL DE LA VISCOSITÉ CINÉMATIQUE
dans la présente Norme Internationale.
6.1 Formule de base
6.4 Correction de tension superficielle
La viscosité cinématique, exprimée en millimètres carrés par
Si les deux ménisques ont un diamètre moyen différent au
seconde, peut être calculée à partir des dimensions du
cours du temps d’écoulement et si la tension superficielle de
viscosimètre, au moyen de l’équation
l’échantillon diffère d’une manière sensible de celle du
liquide d‘étalonnage, une corrxtion de tension superficielle
100ng04ht E
_-
U= . . , (1)
est nécessaire. La constante C modifiée, C2, est donnée
128 V1 t*
approximativement par l’équation
où
U est la viscosité cinématique, en millimètres carrés par
seconde;
où
g est l’accélération due à la pesanteur, en centimètres
par seconde carrée;
g est l’accélération due à la pesanteur, en centimètres
par seconde carrée;
D est le diamètre du capillaire, en centimètres;
h est la hauteur moyenne de la charge, en centimètres;
1 est la longueur du capillaire, en centimètres;
ru est le rayon moyen du ménisque supérieur, en
h est la distance moyenne, en centimètres, à la
centimètres;
verticale, entre le ménisque supérieur et le ménisque
rl est le rayon moyen du ménisque inférieur, en
inférieur;
centimètres;
V est le volume, en centimètres cubes, du liquide dont
a est la tension superficielle, en miiiinewtons par mètre
on a mesuré le temps d’écoulement passant à travers le
capillaire (environ le volume du réservoir de mesurage du (dynes par centimètre);
temps);
p est la masse volumique, en grammes par centimètre
E est le facteur de l’énergie cinétique, en millimètres cube.
carrés secondes;
Les indices 1 et 2 sont les indices se rapportant
t est le temps d’écoulement, en secondes. respectivement au liquide d‘étalonnage et à la prise d’essai.
3
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Bien que cette correction s'applique à tous les celle d'étalonnage pour les viscosimètres Cannon-Fenske
viscosimètres, un certain nombre d'entre eux sont conçus courant, Pinkevitch, Cannon-Manning semi-micro :
pour que la correction de tension superficielle soit
minimale. C'est lorsqu'on utilise, avec des huiles, un
(4)
viscosimètre étalonné avec de l'eau, que l'on a à appliquer
les plus grandes corrections. En général, les viscosimètres
où
sont étalonnés et utilisés avec des hydrocarbures dont les
est la Constante du viscosimètre rempli et étalonné à
tensions superficielles sont assez voisines, de facon à rendre Cl
la même température;
ces corrections insignifiantes.
V est le volume de la charge, en Centimètres cubes;
D est le diamètre moyen, en centimetres, du ménisque
le réservoir inférieur pour les viscosimètres
dans
Cannon-Fenske courant, Pinkevitch et Cannon-Manning
6.5 Effets de la température
semi-micro, et dans le réservoir supérieur pour le
La constante, C, du viscosimètre est indépendante de la viscosimètre Cannon-Fenske opaque;
température pour les viscosimètres pour lesquels le volume
h est la hauteur moyenne de la charge, en centimètres;
d'échantillon est ajusté à la température du bain, et pour
0
les viscosimètres à niveau suspendu.
tous
p1 est la masse volumique, en grammes par centimètre
cube, du liquide d'essai à la température de remplissage;
6.5.1 Les viscosimètres suivants, pour lesquels le volume
p2 est la masse volumique, en grammes par centimètre
d'échantillon a été déterminé à la température ambiante, cube, du liquide d'essai à la température d'essai.
ont une constante viscosimétrique, C, qui varie en fonction
6.5.3 La relation entre la constante C et la température,
de la température : Cannon-Fenske courant; Pinkevitch;
pour le viscosimètre Cannon-Fenske opaque (à écoulement
Cannon-Manning semi-micro; Cannon-Fenske opaque.
inversé), est la suivante :
6.5.2 L'équation suivante peut être utilisée pour calculer
la constante viscosimétrique à des températures autres que
4
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ANNEXE A
VISCOSIMÈTRES D'OSTWALD MODIFIÉS
I
L
A.I GÉNÉRALITÉS
A.3.3.1 Pour charger les viscosimètres Cannon-Fenske
courants, Cannon-Manning semi-micro et Pinkevitch,
Les viscosimètres suivants, du type Ostwald modifié pour
retourner le viscosimètre, immerger le tube N dans
les liquides transparents, sont concus sur les mêmes
l'échantillon liquide et aspirer celui-ci par le tube L (le
principes que le viscosimètre d'ostwald, mais sont modifiés
viscosimètre Pinkevitch est muni d'un tube latéral O que
pour permettre d'avoir un volume constant d'échantillon
l'on relie au tube à vide). (L'écoulement du liquide est
dans le viscosimètre :
contrôlé au doigt ou au moyen du tube L.) Amener
l'échantillon jusqu'au repère de mesurage du temps F pour
a) à la température de remplissage :
les viscosimètres Cannon-Fenske courants et Pinkevitch, et
Viscosimètre Cannon-Fenske courant
jusqu'au repère de remplissage G pour le viscosimètre
Cannon-Manning semi-micro. Placer le viscosimètre, remis à
Viscosimètre Cannon-Manning semi-micro
l'endroit, dans le bain à température constante, en
Viscosimètre Pinkevitch
maintenant le tube L vertical.
b) à la température d'essai :
Viscosimètre Zeitfuchs
Viscosimètre SI L
Viscosimètre BS à tube en U
Viscosimètre BS à tube en U, miniature
Les viscosimètres ci-dessus sont utilisés pour le mesurage de
la viscosité cinématique des liquides newtoniens
transparents jusqu'à 20 O00 mm*/s.
A.2 APPAREILLAGE
Les schémas détaillés, les indications de dimensions, les
constantes viscosimétriques nominales, la plage de viscosité
cinématique, le diamètre du capillaire et les volumes des
0 . réservoirs sont indiqués, pour chaque viscosimètre
d'Ostwald modifié, dans les figures 1 à 7.
A.3 MODE D'EMPLOI
Viscosité cinématique de l'échantillon Temps d'écoulement
A.3.1 Un mode opératoire normalisé, applicable à tous les
S
mm%
viscosimètres à capillaire, en verre, pour viscosité
cinématique, est spécifié dans 1'1S0 3104. Les modes
Au-dessous de 1 O 10à 20
d'emploi particuliers aux viscosimètres d'Ostwald modifiés
10 à 100 40 à 60
sont donnés de A.3.2 à A.3.8, avec des détails spécifiques à
1 O0 à 1 O00 100à 120
ce groupe de viscosimètres.
Au-dessus de 1 O00 180 à 200
A.3.2 Choisir un viscosimètre étalonné, propre et sec, qui
donne un temps d'écoulement supérieur à 200s, ou le
temps minimal d'écoulement fixé dans le tableau de
dimensions, selon la valeur qui est supérieure.
A.3.3 Charger le viscosimètre selon la conception de
l'appareil, cette opération devant se dérouler conformément
à celle qui est effectuée lors de l'étalonnage de l'appareil. Si
l'on soupconne que l'échantillon contient des fibres ou des
particules solides, le filtrer à travers un tamis d'ouverture de
maille 75 pm lors du remplissage.
5
---------------------- Page: 7 ----------------------
A.3.3.3 Charger le viscosimètre SIL en inclinant celui-ci les liquides de faible viscosité cinématique, 10 min à 40 OC,
d'environ 30" par rapport à la verticale, le réservoir A se 15 min à 100 "C ou 20 min à 135 "Cl.
trouvant au-dessous du capillaire R. Introduire, dans le
tube L, suffisamment d'échantillon pour remplir
A.3.5 Utiliser le vide (ou la pression si l'échantillon
complètement le réservoir A jusqu'à débordement dans la
contient des composés volatils) pour faire passer
galerie. Amener le viscosimètre à la position verticale et le
l'échantillon dans le réservoir C jusqu'à environ 5 mm
placer dans le bain à température constante en maintenant
au-dessus du repère supérieur de mesurage du temps E.
le tube L vertical. La quantité d'échantillon introduite doit
Supprimer le vide et laisser l'échantillon s'écouler par
être telle que le niveau dans le réservoir inférieur se trouve
gravité.
entre 3 et 14 mm au-dessus de l'ouverture S. L'échantillon
doit monter dans le capillaire R un peu au-dessus de
A.3.6 Mesurer, à 0,2 s près, le temps nécessaire au
l'ouverture S. Après que l'équilibre de température a été
ménisque pour passer du repère de mesurage E au repère de
réalisé, retirer le trop-plein d'échantillon en l'aspirant par le
mesurage F. Si le temps d'écoulement est inférieur au temps
tube K.
minimal d'écoulement spécifié pour le viscosimètre, choisir
un viscosimètre dont le diamètre du capillaire soit plus
A.3.3.4 Placer les viscosimètres BS à tube en U ou BS/U/M petit, et recommencer les étapes A.3.3 à A.3.6.
miniature dans le bain à température constante, en
maintenant le tube L vertical. Remplir le réservoir A
A.3.7 Recommencer les étapes A.3.5 et A.3.6, en
d'échantillon en léger excès, à l'aide d'une longue pipette
effectuant deux mesurages du temps d'écoulement. Si les
afin d'éviter de mettre de l'échantillon sur les parois du
deux mesures ne diffèrent pas de plus de 0,2 %, prendre
tube L, au-dessus du repère de remplissage G. Lorsque
leur moyenne pour calculer la viscosité cinématique.
l'échantillon atteint la température du bain, ajuster son
volume pour amener le niveau du liquide à 0,2 mm du
A.3.8 Nettoyer soigneusement le viscosimètre, en
repère de remplissage G, en retirant l'excédent au moyen
effectuant plusieurs rincages avec un solvant approprié,
d'une pipette.
complètement miscible à l'échantillon, puis un rincage avec
un solvant complètement volatil. Sécher le viscosimètre en
A.3.4 Maintenir le viscosimètre dans le bain à température faisant passer un léger courant d'air sec, filtré, à travers le
constante, suffisamment longtemps pour permettre à viscosimètre durant 2 min, ou jusqu'à ce que toute trace de
l'échantillon d'atteindre une température d'équilibre (pour solvant soit éliminée.
6
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IS0 3105-1976 (FI
Dimensions en millimètres
Pour les tolérances
sur les longueurs,
voir 3.2
FIGURE 1 - Viscosimètre Cannon-Fenske courant
TABLEAU 3 - Dimensions et plages de viscosité cinématique
Volume des
Diamètre inté- réservoirs
Constante
Diamètre inté-
Plage de viscosité .
rieur des tubes
nominale
ieur du tube R
cinématique
Grandeur no
mi (t 5 %)
N, E et P
U viscosimètre
(mm*/si/s I mm*/s
0.30
25 0,002 0.5" à 2 2.6 à 3.0 3.1 1.6
0,44 à 3.0 3.1 3.1
50 0,004 0.8 à 4 2.6
1.6 à 8 0,54 2,6 à 3,2 3.1 3.1
75 0,008
1 O0 5 3 à 15 0,63 2.8 à 3,6 3.1 1 3.1
0.01
2,8 à 3.6 3.1 1 3.1
150 0,035 7 à 35 0,78
2.8 à 3.6 3.1 3.1
200 20 à 100 1 ,O1
O, 1
i
2.8 à 3.6 3.1
300 0,25 50 à 250 1.27 3.1
100 à 500 3.0 à 3.8 3.1 1 3.1
350 1.52
0,5
à 1 200 3.0 à 3.8 3.1 , 3.1
400 240 1,92
12
500 à 2500 3.5 à 4.2 3.1 3.1
450 2,35
2.5
1600 à 8 O00 3.7 à 4,2 3.1 1 3.1
500 8 3.20
4000 à 20000 4.4 à 5,O 4.3 j 3.1
600 20 4,20
250 s, temps minimal d'écoulement; 200 s, temps minimal d'écoulement pour toutes les autres
grandeii rs.
7
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IS0 3105-1976 (FI
Dimensions en millimètres
Support Support
circulaire rectangulaire
Pour les tolérances
sur les longueurs,
voir 3.2
D iamètre inté-
'Onstante Plage de viscosité Diamètre intè- Volume du
nominale rieur des tubes réservoir
cinématique* rieur du tube R
du viscosimètre
P, E et F
imm2/s)/s mm2h mm(t 2 %) mm mi (+ 5 %)
1 0,003 O,û à 3 0.42 3.8 à 4,2 3.0
2 0,Ol 2à 10 0,59 3.8 à 4,2 49
3 0,03 6 à 30 O, 78 3,8 à 4.2 4,o
4 o. 1 20 à 100 1.16 3.8 à 4.2 5,o
5 03 60 à 300 1 ,a 3,8 à 4.2 5.0
6 1 ,O 200 à 1 O00 2.08 3,8 à 4.2 5 .O
7 3.0 600 à 3000 2.76 3,8 à 4.2 5.0
8
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IS0 3105-1976 (F)
Dimensions en millimètres
Grandeurs
AàF
--+
I
GrandeursGet H I 25
-
Pour les tolérances
sur les longueurs,
3.2
voir
-a
FIGURE 3 - Viscosimètre BS à tube en U
TABLEAU 5 - Dimensions et plages de viscosité cinématique
Diamètre extérieur
Constante Diamètre exté.
Diamètre inté- des tubes**
Plage de viscosité
rieur des réser-
nominale
cinématique rieur du tube R
du viscosimètre voirs A et C
imm2Is)ls mm2is mm (i 2 %) mm
A 0,003
0,9* à 3 0.50 8à9 91 +4 21 à 23
B 0.01 2,o à 10
0.7 1 8à9 87 ! 4 21 à 23
C 0,03 6 à 30
0.88 8à9 6à7 83 4 21 à 23
D 20 à 100
O, 1 1.40 9à 10 788 78 i 4 25 à 27
E 60 à 300
0.3 9 à 10 7à8 10.0 73 + 4 25 à 27
2,@3
F 200 à 1 O00 2,50 9 à 10
1 .O 7à8 10,o JO + 4 25 à 27
G à 3000 4.00 10 à 11 à 35
3.0 600 9 à 10 20.0 60 f 3 32
H 10.0 2000 à 10000 6.10 10 à 11 9 à 10 20.0 + 3 32 à 35
50
*
300 s, temps minimal d’écoulement; 200 s, temps minimal d’écoulement pour toutes les autres grandeurs.
**
Pour les tubes N, Pet L, l’épaisseur de paroi doit être de 1 à 1.25 mm.
9
---------------------- Page: 11 ----------------------
IS0 3105-1976 (F)
Dimensions en millimètres
6à7
t
Pour les tolérances
sur les longueurs,
voir 3.2
FIGURE 4 - Viscosimètre BS/U/M miniature
TABLEAU 6 - Dimensions et plages de viscosité cinématique
Constante
Diamètre exté-
Plage de viscosité
Diamètre inté-
Volume du
nominale
rieur des tubes
cinématique* rieur du tube R
Grandeur no réservoir C
du viscosimètre
L, N et P**
mm2/s
imm*/s)/s mm
ml (A 5 %)
0,001 0.2 à 1
6à7
0,005 là5 6à 7
0.01 5 3à 15 6à 7
M4
O ,O4 8 à 40 6à 7 0,50
M5 20 à 100 6à7 0,50
0,l
* 200 s, temps minimal d'écoulement pour toutes les grandeurs.
** Pour les tubes N, P et L, l'épaisseur de paroi doit être de 1 à 1.25 mm.
10
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IS0 3105-1976 (F)
Dimensions en millimètres
L- 11 K-6
C
C
P
Pour les tolérances
sur les longueurs,
voir 3.2
FIGURE 5 - Vixosimètre SIL
TABLEAU 7 - Dimensions et plages de viscosité cinématique
Constante Diamètre inté-
Plage de viscosité Diamètre inté- Volume du
nominale rieur des tubes
cinématique* rieur du tube R réservoir C
Grandeur II du viscosimètre
oc 0.003 0.6 à 3 0.41 4.5 à 5.5
1 0.01 2.0 à 10 0.61 4.5 à 5.5
1c 0,03 6 à 30 0.73 4.5 à 5.5
2 20 à 100 1.14 4.5 à 5.5
o. 1
2c 60 à 300 1.50 4.5 à 5,5
0.3
3 200 à 1 O00 2.03 45 à 53
1 .O
3c 600 à 3000 2,68 4.5 à 5,5
3,o
4 10.0 2000 à 1000( 3,6 1 4.5 à 5.5
200 s, temps minimal d'écoulement pour toutes les grandeurs.
11
---------------------- Page: 13 ----------------------
1 IS0 3105-1976 (FI
Dimensions en millimètres
Pour les tolérances
sur les longueurs,
voir 3.2
FIGURE 6 - Viscosimètre Cannon-Manning semi-micro
TABLEAU 8 - Dimensions et plages de viscosité cinématique
Constante
Plage de viscosité Diamètre inté- des tubes Volume du
nominale
cinématique'
Grandeur no rieur du tube R réservoir C
lu viscosimètre
IN P
(mm21s )Is
mm2Is mm (? 2 %) 1 mm mm mi (i 5 %)
,
25 0,002 0,4 à 2,O 0.22 f 0.01 1.0 à 1,2 0.4 à 0,7 0.31
50 0,004 0,8 à 4 0.26 t 0.01 1.0 à 1.2 0.5 à 0.8 0.31
75 0,008 1.6 à 8 0,31 t 0.01 1.1 à 1,3 0,6 à 0.8 0,31
1 O0 0.01 5 3à 15 0.36 it 0.02 1.2 à 1.4 0.7 à 0,9 0.31
150 0,035 7 à 35 0.47 * 0.02 1,2 à 1.4 0,8 à 1,0 0.31
200 1,4 à 1,7 0.9 à 1,2 0,31
20 à 100 0.61 t0.02
o. 1
300 0.25 50 à 250 0.76 f 0.02 1.5 à 1.8 1,2 à 1.6 0.31
350 100 à 500 0,90 f 0,03 1,8 à 2,2 1.5 à 1.8 0.31
O. 5
400 240 à 1 200 1,132 0,03 2,O à 2.4 1.6 à 2,O 0.31
1.2
450 500 à 2 500 1,40 f 0.04 2,2 à 2,6 2.0 à 2.5 0,31
2.5
500 8 1 600 à 8 O00 1,85 k 0,05 2.4 à 2,8 2,5 à 2.8 0,31
0.31
600 20 4 O00 à 20 O00 2.35 5 0.05 3.0 à 3.4 2.7 à 3,O
*
200 s, temps minimal d'écoulement pour toutes les grandeurs.
12
I
---------------------- Page: 14 ----------------------
IS0 3105-1976 (F)
Dimensions en millimètres
O
U
F
Pour les tolérances
sur les longueurs,
voir 3.2
FIGURE 7 - Viscosimètre Pinkevitch
TABLEAU 9 - Dimensions et plages de viscosité cinématique
I
Volume des
Plage de viscosité
Diamètre inté- réservoirs
cinématique
rieur du tube R ml (+ %)
mm2is
mm (? 2%)
D C
0,6* à 1.7
0.40 3,7 3.7
1.7 à 8,5 0.60 3,7 3.7
5.4 à 27
0.80 3,7 3.7
13 à 65
1 ,O0 3,7 3.7
28 à 140
1.20 3.7 3.7
70 à 350
1.50 3.7 3.7
200 à 1 O00
2,oo 3.7 3.7
520 à 2600 2.50 3,7 3.7
1060 à 5 300 3,OO 3.7 3,7
1980 à 9 900 3.50 3.7 3.7
3400 à 17 O00 4,OO 3#7 3.7
13
---------------------- Page: 15 ----------------------
IS0 3105-1976 (F)
ANNEXE B
VISCOSIMÈTRES À NIVEAU SUSPENDU
i
tube P soit complètement rempli sans inclusion d'air. Placer
B.I GÉNÉRALITÉS
le viscosimètre dans le bain à température constante, en
Les viscosimètres à niveau suspendu comprennent :
maintenant le tube L vertical. Pour faciliter l'introduction
BS/IP/SL, BS/IP/SL(S), BS/IP/MSL, Ubbelohde,
des liquides très visqueux, le viscosimètre peut être
FitzSimons, Atlantic, Cannon-Ubbelohde et Cannon-
retourné, le tube L pénétrant dans l'échantillon. Dans ce
La caractéristique distinctive des
Ubbelohde semi-micro.
cas, appliquer le vide au tube N en fermant le tube M avec
viscosimètres à niveau suspendu est que le liquide est
le doigt ou un bouchon en caoutchouc; aspirer
suspendu dans le capillaire, qu'il remplit complètement.
le tube L pour que, celui-ci
suffisamment d'échantillon dans
Cette suspension assure une pression hydrostatique uni-
une fois essuyé et le viscosimètre en place dans le bain à
forme, indépendante de la quantité d'échantillon introduite
température constante, le réservoir A soit rempli comme
le viscosimètre, rendant la constante du viscosimètre
dans
précédemment.
indépendante de la température. En faisant le diamètre du
ménisque inférieur à peu près égal au diamètre moyen du
B.3.3.2 Pour charger les viscosimètres BS/IP/SL,
ménisque supérieur, la correction de tension superficielle
BS/IP/SL(S), BS/IP/MSL
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.