Hogyan mérjük meg a folyadék viszkozitását különböző nyírófeszültségek hatására viszkoziméterrel?

Szia! Viszkoziméter beszállítóként gyakran kérdeznek tőlem, hogyan lehet mérni egy folyadék viszkozitását különböző nyírófeszültségek hatására viszkoziméterrel. Ez kulcsfontosságú téma, különösen az olyan iparágakban, mint az élelmiszeripar, a kozmetika és a gyógyszeripar, ahol a folyadékok áramlási tulajdonságai jelentősen befolyásolhatják a termék minőségét. Ebben a blogban lépésről lépésre végigvezetem a folyamaton, és megosztok néhány tippet és trükköt az út során.

Mi a viszkozitás és a nyírófeszültség?

Mielőtt belemerülnénk a mérési folyamatba, nézzük meg gyorsan, mi a viszkozitás és a nyírófeszültség. A viszkozitás a folyadék áramlással szembeni ellenállásának mértéke. Képzeld el, hogy mennyire "vastag" vagy "híg" egy folyadék. Például a méznek magas a viszkozitása, mert lassan folyik, míg a víznek alacsony a viszkozitása és könnyen folyik.

A nyírófeszültség ezzel szemben az egységnyi területre eső erő, amely a folyadék deformálódását vagy áramlását okozza. Amikor megkever egy folyadékot, nyírófeszültséget fejt ki rá. A nyírófeszültség és az ebből eredő alakváltozási sebesség (nyírási sebesség) közötti kapcsolat határozza meg a folyadék viszkozitását.

Miért kell mérni a viszkozitást különböző nyírófeszültségek mellett?

Sok folyadék, különösen a nem newtoni folyadékok viszkozitása az alkalmazott nyírófeszültség függvényében változik. A nem-newtoni folyadékok különböző típusokba sorolhatók, mint például a nyíró-hígító (a viszkozitás csökken a nyírófeszültség növekedésével), a nyíró-sűrűsödő (a viszkozitás a nyírófeszültség növekedésével nő) és a viszkoelasztikus (elasztikus és viszkózus tulajdonságokat is mutat).

A viszkozitás mérése különböző nyírófeszültségek mellett segít megérteni, hogyan viselkedik egy folyadék különböző valós helyzetekben. Például egy gyártási folyamatban, ahol a folyadékot csövön keresztül szivattyúzzák vagy egy tartályban keverik, a nyírófeszültség változhat. A különböző nyírófeszültségek viszkozitásának ismeretében optimalizálhatjuk a folyamatot és biztosíthatjuk a termék egyenletes minőségét.

A megfelelő viszkoziméter kiválasztása

Többféle viszkoziméter kapható, de a viszkozitás mérésére különböző nyírófeszültségek mellett aRotációs viszkozimétergyakran a legjobb választás. A rotációs viszkoziméter úgy működik, hogy egy orsót vagy orsót forgat a folyadékban, és megméri a forgás fenntartásához szükséges nyomatékot. A forgatónyomaték a nyírófeszültséghez, a forgási sebesség pedig a nyírási sebességhez kapcsolódik.

A rotációs viszkoziméter kiválasztásakor vegye figyelembe az olyan tényezőket, mint a mérendő viszkozitás tartománya, a szükséges pontosság és a vizsgálandó minták típusa. Egyes viszkoziméterek további funkciókkal is rendelkeznek, például hőmérséklet-szabályozással, ami fontos lehet, mivel a viszkozitás erősen hőmérsékletfüggő.

A viszkoziméter beállítása

Miután kiválasztotta a megfelelő viszkozimétert, ideje beállítani. Íme az általános lépések:

1. Kalibráció: A viszkoziméter használata előtt feltétlenül kalibrálja azt. Ez biztosítja a mérések pontosságát. A legtöbb viszkoziméterhez ismert viszkozitású kalibráló folyadékok tartoznak. A kalibrálás végrehajtásához kövesse a gyártó utasításait.
2. Válassza ki az orsót: Az orsó kiválasztása a folyadék viszkozitásától és az alkalmazni kívánt nyírófeszültségek tartományától függ. Nagy viszkozitású folyadékokhoz nagyobb orsóra lehet szükség, míg kis viszkozitású folyadékokhoz általában kisebb orsóra is elegendő.
3. Készítse elő a mintát: Győződjön meg arról, hogy a minta homogén és a kívánt hőmérsékletű. Ha szükséges, használjon szabályozott hőmérsékletű fürdőt, hogy állandó hőmérsékletet tartson a mérés során.
4. Szerelje be az orsót: Óvatosan szerelje fel a kiválasztott orsót a viszkoziméterre. Győződjön meg arról, hogy megfelelően van beállítva és rögzítve.

Viszkozitás mérése különböző nyírófeszültségek mellett

Most, hogy a viszkoziméter be van állítva, megkezdheti a viszkozitás mérését különböző nyírófeszültségek mellett. Íme, hogyan:

1. Állítsa be a kezdeti feltételeket: Állítsa be az orsó kezdeti forgási sebességét. Ez határozza meg a kezdeti nyírási sebességet és a nyírófeszültséget. Kezdje alacsony sebességgel, és fokozatosan növelje.
2. Mérések elvégzése: Miután az orsó elérte az állandó forgási állapotot, végezzen viszkozitásmérést. A legtöbb viszkoziméter közvetlenül a képernyőn jeleníti meg a viszkozitást. Jegyezze fel a viszkozitás értéket a megfelelő forgási sebességgel (nyírási sebességgel) és a számított nyírófeszültséggel együtt.
3. Változtassa meg a nyírófeszültséget: Növelje az orsó forgási sebességét a nagyobb nyírófeszültség kifejtéséhez. Mielőtt újabb mérést végezne, várja meg, amíg a rendszer elér egy új egyensúlyi állapotot. Ismételje meg ezt a folyamatot több különböző forgási sebességgel, hogy különböző nyírófeszültségeknél a viszkozitási értékek tartományát kapja meg.

Az eredmények elemzése

A mérések elvégzése után ideje elemezni az eredményeket. Ábrázolja a viszkozitást a nyírófeszültség vagy a nyírási sebesség függvényében. Ez az áramlási görbeként ismert grafikon értékes információkkal szolgálhat a folyadék viselkedéséről.

• Newtoni folyadékok: Newtoni folyadékoknál a viszkozitás állandó marad a nyírófeszültségtől függetlenül. Az áramlási görbe vízszintes vonal lesz.
• Nyírás - Hígító folyadékok: Nyíró-hígító folyadékok esetén a viszkozitás a nyírófeszültség növekedésével csökken. Az áramlási görbe lefelé mutató lejtőt fog mutatni.
• Nyírás – Sűrítőfolyadékok: A nyíró - sűrítő folyadékok viszkozitása nő a nyírófeszültség növekedésével. Az áramlási görbe felfelé lejtős lesz.

Az áramlási görbe elemzésével meghatározhatja a folyadék típusát és áramlási tulajdonságait. Ezek az információk felhasználhatók a folyamatok optimalizálására, a termékek megfogalmazására és az áramlással kapcsolatos problémák hibaelhárítására.

Tippek és trükkök

Íme néhány tipp a pontos és megbízható viszkozitásmérés biztosításához:

• Hőmérséklet szabályozás: Mint korábban említettük, a viszkozitás erősen hőmérsékletfüggő. Ügyeljen arra, hogy a mérési folyamat során ellenőrizze a minta hőmérsékletét. Már egy kis hőmérséklet-változás is jelentősen befolyásolhatja a viszkozitást.
• Minta kötet: Használja a viszkoziméter gyártója által javasolt megfelelő mintamennyiséget. Az elégtelen mintatérfogat pontatlan mérésekhez vezethet, különösen, ha az orsó nincs teljesen belemerülve a folyadékba.
• Tisztítás: Minden mérés után alaposan tisztítsa meg az orsót, hogy eltávolítsa a mintát. Ez megakadályozza a keresztszennyeződést, és pontos eredményeket biztosít a következő méréshez.
• Többféle mérés: Végezzen többszöri mérést minden nyírófeszültségnél a konzisztencia biztosítása érdekében. Számítsa ki az átlagos viszkozitásértéket a hiba csökkentése érdekében.

Következtetés

A folyadék viszkozitásának mérése különböző nyírófeszültségek hatására viszkoziméterrel értékes technika a folyadékok áramlási tulajdonságainak megértéséhez. Az ebben a blogban vázolt lépések követésével pontos és megbízható viszkozitásméréseket kaphat, és betekintést nyerhet abba, hogyan viselkedik a folyadék különböző valós helyzetekben.

Ha viszkozimétert keres, vagy további információra van szüksége a viszkozitásméréssel kapcsolatban, ne habozzon kapcsolatba lépni. Azért vagyunk itt, hogy segítsünk megtalálni a megfelelő megoldást az Ön speciális igényeinek. Legyen szó kisméretű laboratóriumról vagy nagyméretű gyártóüzemről, rendelkezünk azzal a szakértelemmel és termékeinkkel, amelyek támogatják viszkozitásmérési követelményeit. Lépjen kapcsolatba velünk még ma, hogy megkezdje a beszerzési megbeszélést, és a folyadékelemzést a következő szintre emelje.

Hivatkozások

• ASTM D2196 - 18, Szabványos vizsgálati módszerek a nem-newtoni anyagok reológiai tulajdonságaira rotációs viszkoziméterrel.
• Barnes, HA, Hutton, JF és Walters, K. (1989). Bevezetés a reológiába. Elsevier Science.