Darjah Engler
Satuan di luar SI untuk kelikatan konvensional · besaran: hambatan cairan terhadap aliran
Pelat sebuah pam gear tua tidak jarang menuntut minyak «tidak lebih kental dari 8 °E pada 50 °C», dan orang yang terbiasa dengan sentistokes membaca baris itu dengan bingung, sebab di balik angkanya tidak berdiri makna fisis apa pun. Darjah Engler adalah nisbah dua waktu: berapa saat dua ratus mililiter cairan mengalir keluar dari bejana kuningan lewat muncung yang telah dipenentukuran, dan berapa saat sukatan air yang sama dari bejana yang sama. Karena itu air sama dengan satu menurut definisi, dan minyak yang mengalir delapan kali lebih lambat memperoleh delapan darjah.
Satuan ini tersusun sedemikian rupa sehingga alat menjadi rujukan bagi dirinya sendiri, dan itu sekaligus menjelaskan kemudahannya dan kemalangannya: corong dapat dibuat di laboratorium pabrik mana pun, tetapi di Jerman dibuat menurut Engler, di Britania menurut Redwood, di Amerika menurut Saybolt, dan minyak mentah yang sama memperoleh tiga angka yang tak terbandingkan. Ketiganya baru beralih ke sentistokes pada paruh kedua abad kedua puluh, sementara pelat pada pam, gear reduksi, dan instalasi minyak bakar tetap tertulis dengan cara lama, dan sampai hari ini masih harus dipenukaran.
01 · Definisi
Darjah Engler adalah nisbah waktu pengaliran dua ratus mililiter cairan yang diuji terhadap waktu pengaliran sukatan yang sama air suling pada dua puluh darjah Celsius, kedua pengukuran dilakukan pada satu alat yang sama. Waktu air disebut nilai air; pada viskometer yang baik ia berada pada lima puluh satu saat dengan toleransi satu saat.
Hubungan dengan kelikatan kinematik memang ada, tetapi tidak linear, dan sebabnya sepenuhnya fisis: cairan meninggalkan muncung bukan hanya karena gesekan kental melainkan juga karena inersia, sehingga sebagian tekanan pergi menjadi tenaga gerak pancaran. Selama cairan masih kental, koreksi inersia dapat diabaikan dan darjah dipenukaran ke sentistokes hampir sebanding, sedangkan pada cairan encer koreksinya menjadi setara dengan pengukurannya sendiri. Karena alasan itu formula Ubbelohde tidak dipakai di bawah 1.35 °E, dan corong Engler sama sekali tidak dipakai untuk cairan yang lebih encer daripada lima milimeter persegi per saat.
Suhu pengukuran selalu dicantumkan dan masuk ke catatan setara dengan angkanya, sebab kelikatan minyak turun separuh setiap dua puluh darjah pemanasan. Praktik Jerman menguji pada dua puluh, lima puluh, dan seratus darjah; praktik Soviet, yang mewarisi alat yang sama dengan nama kelikatan konvensional, lebih sering berpegang pada lima puluh dan delapan puluh — dan justru suhu yang terakhir inilah yang masuk sampai ke jenis minyak bakar, tempat angka pada M-40 atau M-100 berasal dari kelikatan pada delapan puluh darjah.
Besaran yang ditetapkan lewat alatnya sendiri tidak punya rujukan dalam arti kata yang biasa: yang dapat diulang bukanlah kelikatannya, melainkan pasangan «bejana ditambah muncung», yang dipenentukuran dengan air. Dari sinilah datang tuntutan memeriksa nilai air sebelum tiap seri, dan larangan mengonversi darjah orang lain bila tidak diketahui pada alat apa dan pada suhu berapa ia diperoleh.
Panaskan sampel dengan penggeser, maka pancaran dari muncung akan mengalir lebih cepat: stopwatch, dan bersamanya darjah Engler, menanggapi suhu jauh lebih tajam daripada yang diduga. Kolom di kiri menunjukkan berapa lama dua ratus mililiter memerlukan waktu, dan baris di kanan menunjukkan bagaimana satu keadaan yang sama dibaca oleh empat skala berbeda.
Garis penuh adalah kebergantungan sebenarnya sentistokes pada darjah, garis putus-putus adalah nisbah sederhana dengan faktor 7.31. Pada minyak kental, di sebelah kanan garis tegak, kedua garis itu hampir berimpit; di sebelah kiri, tempat cairan mengalir dengan mudah, nisbah itu menaksir kelikatan terlalu tinggi, sebab pancaran meninggalkan muncung karena inersia. Tanda merah menunjukkan daerah di bawah 1.35 °E yang di dalamnya pengukuran memang tidak dianggap andal.
02 · Konversi
Masukkan yang tertulis pada pelat
Semua skala konvensional dikembalikan ke satu kelikatan kinematik, sehingga penukaran di antaranya bersifat mekanis; ketepatannya, bagaimanapun, tidak mutlak: saat Saybolt dan Redwood terhubung ke sentistokes lewat formula yang sama anggarannya dengan yang diturunkan Ubbelohde untuk alatnya sendiri.
Nilai air alat diletakkan pada pengaturan rinci helaian ini, sebab waktu pengaliran bergantung langsung padanya: selisih satu saat dalam penentukuran memberi sekitar dua persen pada hasil.
Angka tanpa suhu tidak dapat dipenukaran, dan ini bukan mencari-cari kesalahan: minyak yang sama memberi sekitar dua belas darjah pada lima puluh darjah Celsius dan kurang dari tiga pada seratus. Jika pada pelat pam suhunya tidak tertulis, secara baku dibaca lima puluh darjah untuk minyak industri dan delapan puluh untuk minyak bakar — tetapi lebih baik menemukan edisi piawai yang menjadi dasar pelat itu disusun.
| Nilai | Catatan | ||
|---|---|---|---|
| {u} | {name} | {value} | {note} |
03 · Orde besaran
skala logaritmik: dari air sampai bitumen04 · Alat ukur
Dengan apa kelikatan diukur
Bejana kuningan dalam rendaman air atau minyak, di bawahnya muncung berbentuk kerucut dan penyumbat kayu yang ditarik pada saat yang sama ketika stopwatch ditekan. Dua ratus mililiter ditampung dalam kelalang penyukat, sedangkan alatnya sendiri dipenentukuran dengan air sebelum satu seri, sebab muncung maupun isi padunya lama-lama menyimpang dari nilai yang disahkan.
Kerabat Amerika dari corong yang sama: muncung berukuran lain, sukatan enam puluh mililiter, dan hasilnya disebut begitu saja saat. Angkanya keluar sekitar tiga puluh kali lebih besar daripada milik Engler, dan dalam laporan minyak berbahasa Inggris masih dijumpai sampai hari ini, meski ASTM sudah lama mendahulukan sentistokes.
Tabung kaca dengan dua garis yang dilewati miniskus di antaranya: waktu jatuh dikalikan tetapan kapiler dan langsung memberi sentistokes, tanpa skala konvensional apa pun. Kaedahnya diuraikan dalam ISO 3104 dan ASTM D445, dan justru ia yang mengusir corong, sebab ia hanya menuntut secubit sampel dan tidak bergantung pada tangan siapa yang memegang stopwatch.
Sebuah poros diputar di dalam sampel dan momen pada sumbunya diukur, sehingga lama uji tidak bergantung pada kelikatan dan sama saja untuk minyak maupun bitumen. Rotor mampu melakukan apa yang tidak mampu dilakukan corong: ia menetapkan laju geser, dan hanya padanya terlihat bahwa pelumas beraditif menjadi lebih encer pada geseran cepat.
05 · Aturan penulisan
Darjah tanpa suhu tidak berarti apa-apa
Tanda darjah diletakkan rapat pada huruf Latin besar, nilainya dipisah dengan satu spasi, dan suhu pengukuran selalu dicantumkan, sebab tanpanya angka itu tidak dapat diperiksa maupun dipenukaran. Simbol Soviet untuk kelikatan konvensional ditulis dengan huruf Kiril dan juga disertai suhu; sedangkan menaruh tanda sama dengan antara darjah dan sentistokes tidak dibenarkan bahkan dalam buram: hubungannya bersifat anggaran dan searah.
Penulisan kedua mencampuradukkan besaran dengan alat, sebab darjah kelikatan itu tidak ada — yang ada adalah nisbah waktu, yang diambil pada corong tertentu. Yang ketiga menaruh tanda sama dengan pada tempat yang seharusnya berisi anggaran, dan karena itu memberi ketepatan palsu dalam laporan. Yang keempat jelas mustahil: di bawah 1.35 °E kaedah ini tidak bekerja, dan angka yang diperoleh untuk cairan seencer itu mencerminkan bukan kelikatan melainkan inersia pancaran.
06 · Satuan tetangga
Kerabat terdekatnya adalah skala konvensional lainnya, yang dibangun persis sama: waktu pengaliran satu sukatan lewat muncung yang telah dipenentukuran, hanya saja muncungnya di tiap negara punya sendiri. Semuanya bertemu pada kelikatan kinematik, dan kelikatan itu terhubung ke dinamik lewat ketumpatan — hanya pasangan inilah yang punya matra sejati dan rujukan sejati.
air sama dengan satu
hasilnya langsung dalam saat
saat Redwood no. 1
Di antara helaian-helaian Simetrium di sebelahnya terdapat gred kelikatan minyak ISO VG dan SAE, yang menjadi pasangan helaian ini, poise dan stokes dari sistem CGS, serta ketumpatan dalam kg/m³, yang tanpanya orang tak dapat beralih dari kelikatan kinematik ke dinamik.
07 · Bagian sejarah
Tiga corong dari tiga negara
Carl Engler menekuni pengolahan minyak mentah dan memerlukan angka untuk membandingkan kiriman yang datang dari Baku dan Pennsylvania. Alatnya ia rakit dari apa yang ada di laboratorium, dan sebagai ukuran ia mengambil air, sebab air ada di tangan setiap rekan dan tidak menuntut tabel apa pun.
Ahli Britania Boverton Redwood dan insinyur Amerika George Saybolt masing-masing membuat corongnya sendiri, dan tak seorang pun membagi waktu dengan waktu air: mereka memberi hasil langsung dalam saat. Gagasan ketiga alat itu sama, ukuran muncungnya berbeda, dan dalam sengketa antara pemasok dan pembeli hal itu menjadi tiga angka berbeda untuk satu gerbong tangki yang sama.
Ketika perdagangan menjadi internasional, ketidakterbandingan skala menjadi lebih mahal daripada kemudahannya, dan piawai beralih ke kelikatan kinematik yang diukur dengan kapiler. DIN 51560 Jerman dimansuhkan, ASTM hanya menyimpan saat Saybolt sebagai penukaran rujukan, sedangkan kelikatan konvensional menurut GOST 6258 bertahan dalam praktik dalam negeri sampai berpuluh tahun lagi.
Kelikatan hari ini diukur dengan kapiler atau rotor, tetapi pam, gear reduksi, dan instalasi minyak bakar yang dipasang sebelum peralihan tetap bekerja menurut pelatnya masing-masing. Teknisi yang membaca «tidak lebih kental dari 8 °E pada 50 °C» mengonversinya menjadi enam puluh milimeter persegi per saat lalu memilih minyak sudah menurut gred ISO VG — jadi satuan ini hidup bukan di laboratorium melainkan di kertas.
Alat yang menjadi rujukan bagi dirinya sendiri
Darjah Engler tidak punya dan tidak mungkin punya rujukan dalam arti yang biasa, sebab definisinya menunjuk bukan pada tetapan alam melainkan pada sebuah susunan: bejana dengan isi padu sekian, muncung dengan ukuran sekian, sukatan dua ratus mililiter. Karena itu yang disahkan bukanlah satuannya melainkan alatnya, dan pengesahannya memakai air — satu-satunya cairan yang waktu pengalirannya dianggap diketahui. Dari sinilah seluruh sisi upacara dalam pengukuran: nilai air yang masih baru sebelum satu seri, tiga pembacaan yang sesuai, suhu rendaman yang dicatat.
Kelemahan susunan semacam itu tersingkap justru di tempat kemudahannya paling besar. Selama sebuah pabrik membandingkan kirimannya sendiri pada corongnya sendiri, angka-angkanya cocok dengan sangat baik; tetapi begitu harus membandingkan kiriman dua negara, ternyata keduanya tidak punya besaran bersama — hanya ada tiga laporan rasmi, yang di antaranya tidak mungkin ada yang lebih baik daripada penukaran anggaran. Viskometer kapiler memecahkan soal itu dengan mengembalikan matra kepada pengukuran: ia memberi milimeter persegi per saat, dan tetapan kapilernya diperiksa terhadap cairan rujukan, bukan terhadap masa lalunya sendiri.
Katalog · satuan ukuran
Satu lembar untuk tiap besaran
Tujuh unit asas SI, dua puluh dua unit terbitan bernama sendiri, dan kuantiti di luar sistem yang tanpanya teknik mahupun kalendar tidak akan berjalan.