Hej tamo! Kao dobavljač viskozimetra, često me pitaju kako da izmerim viskozitet tečnosti pod različitim smičnim naponima pomoću viskozimetra. To je ključna tema, posebno za industrije poput hrane, kozmetike i farmaceutskih proizvoda, gdje svojstva protoka tekućina mogu značajno utjecati na kvalitetu proizvoda. U ovom blogu ću vas provesti kroz proces korak po korak i usput podijeliti neke savjete i trikove.
Šta je viskozitet i napon na smicanje?
Prije nego što zaronimo u proces mjerenja, hajde da brzo prođemo preko toga što su viskozitet i napon smicanja. Viskoznost je mjera otpora tekućine na protok. Zamislite to koliko je tečnost "gusta" ili "tanka". Na primjer, med ima visoku viskoznost jer sporo teče, dok voda ima mali viskozitet i lako teče.
Napon smicanja, s druge strane, je sila po jedinici površine koja uzrokuje deformaciju ili protok tekućine. Kada miješate tekućinu, na nju primjenjujete smičući napon. Odnos između napona na smicanje i rezultirajuće brzine deformacije (brzina smicanja) je ono što određuje viskozitet fluida.
Zašto mjeriti viskozitet pod različitim smičnim naponima?
Mnoge tekućine, posebno nenjutnovske tekućine, imaju viskozitet koji se mijenja ovisno o primijenjenom naprezanju smicanja. Ne-njutnovske tekućine mogu se klasificirati u različite tipove, kao što su posmično - stanjivanje (viskozitet opada s povećanjem posmičnog naprezanja), posmično - zgušnjavanje (viskoznost raste s povećanjem posmičnog naprezanja) i viskoelastične (pokazuju i elastična i viskozna svojstva).
Mjerenje viskoznosti pod različitim posmičnim naponima pomaže nam da shvatimo kako će se tekućina ponašati u različitim situacijama u stvarnom svijetu. Na primjer, u proizvodnom procesu gdje se tekućina pumpa kroz cijevi ili miješa u spremniku, napon smicanja može varirati. Poznavajući viskoznost pri različitim posmičnim naponima, možemo optimizirati proces i osigurati dosljedan kvalitet proizvoda.
Odabir pravog viskozimetra
Dostupno je nekoliko tipova viskozimetara, ali za mjerenje viskoziteta pod različitim posmičnim naponima,Rotacioni viskozimetarčesto najbolji izbor. Rotacioni viskozimetar radi tako što rotira vreteno ili vreteno u tečnosti i meri obrtni moment potreban za održavanje rotacije. Moment je povezan sa posmičnim naprezanjem, a brzina rotacije je povezana sa brzinom smicanja.
Prilikom odabira rotacionog viskozimetra, uzmite u obzir faktore kao što su raspon viskoziteta koji trebate izmjeriti, potrebna tačnost i tip uzoraka koje ćete testirati. Neki viskozimetri također dolaze s dodatnim funkcijama kao što je kontrola temperature, što može biti važno jer viskozitet jako ovisi o temperaturi.
Postavljanje viskozimetra
Nakon što odaberete pravi viskozimetar, vrijeme je da ga postavite. Evo općih koraka:
- Kalibracija: Prije upotrebe viskozimetra, bitno ga je kalibrirati. Ovo osigurava da su mjerenja tačna. Većina viskozimetara dolazi sa kalibracionim tečnostima poznatog viskoziteta. Slijedite upute proizvođača da izvršite kalibraciju.
- Odaberite vreteno: Izbor vretena ovisi o viskoznosti tekućine i rasponu smičnih naprezanja koje želite primijeniti. Za tečnosti visokog viskoziteta može biti potrebno veće vreteno, dok je za tečnosti niskog viskoziteta obično dovoljno manje vreteno.
- Pripremite uzorak: Uvjerite se da je uzorak homogen i na željenoj temperaturi. Ako je potrebno, koristite kupku s kontroliranom temperaturom kako biste održali konstantnu temperaturu tokom mjerenja.
- Instalirajte vreteno: Pažljivo postavite odabrano vreteno na viskozimetar. Uvjerite se da je pravilno poravnat i osiguran.
Mjerenje viskoziteta pod različitim smičnim naponima
Sada kada je viskozimetar postavljen, možete početi s mjerenjem viskoziteta pod različitim posmičnim naponima. Evo kako:
- Postavite početne uslove: Postavite početnu brzinu rotacije vretena. Ovo će odrediti početnu brzinu smicanja i napon smicanja. Počnite s malom brzinom i postepeno je povećavajte u koracima.
- Izmerite mere: Kada vreteno dostigne stabilnu rotaciju, izvršite mjerenje viskoziteta. Većina viskozimetara će prikazati viskozitet direktno na ekranu. Zabilježite vrijednost viskoziteta zajedno s odgovarajućom brzinom rotacije (brzinom smicanja) i izračunatim naprezanjem na smicanje.
- Promijenite napon na smicanje: Povećajte brzinu rotacije vretena kako biste primijenili veći smični napon. Sačekajte da sistem dostigne novo stabilno stanje pre nego što izvršite drugo merenje. Ponovite ovaj postupak za nekoliko različitih brzina rotacije kako biste dobili raspon vrijednosti viskoziteta pri različitim posmičnim naponima.
Analiza rezultata
Nakon mjerenja, vrijeme je za analizu rezultata. Nacrtajte grafikon viskoziteta u odnosu na napon smicanja ili brzinu smicanja. Ovaj grafikon, poznat kao kriva protoka, može pružiti vrijedne informacije o ponašanju fluida.
- Newtonian Fluids: Za Njutnove tečnosti, viskozitet ostaje konstantan bez obzira na napon smicanja. Kriva protoka će biti horizontalna linija.
- Smicanje - razrjeđivanje fluida: U slučaju tečnosti za razrjeđivanje smicanja, viskoznost se smanjuje kako raste napon smicanja. Kriva protoka će pokazati nagib naniže.
- Smicanje - tečnosti za zgušnjavanje: Tečnosti za zgušnjavanje smicanja imaju sve veći viskozitet sa povećanjem smičnog naprezanja. Kriva protoka će imati uzlazni nagib.
Analizom krivulje protoka možete odrediti vrstu fluida i njegove karakteristike protoka. Ove informacije se mogu koristiti za optimizaciju procesa, formuliranje proizvoda i rješavanje problema vezanih za protok.
Savjeti i trikovi
Evo nekoliko savjeta kako biste osigurali tačna i pouzdana mjerenja viskoziteta:
- Kontrola temperature: Kao što je ranije spomenuto, viskozitet je jako ovisan o temperaturi. Vodite računa da kontrolišete temperaturu uzorka tokom procesa merenja. Čak i mala promjena temperature može značajno utjecati na viskozitet.
- Sample Volume: Koristite ispravnu zapreminu uzorka koju preporučuje proizvođač viskozimetra. Nedovoljna zapremina uzorka može dovesti do netačnih merenja, posebno ako vreteno nije u potpunosti uronjeno u tečnost.
- Čišćenje: Nakon svakog mjerenja, temeljito očistite vreteno kako biste uklonili bilo koji uzorak 残留的. Ovo sprečava unakrsnu kontaminaciju i obezbeđuje tačne rezultate za sledeće merenje.
- Višestruka mjerenja: Izvršite višestruka mjerenja pri svakom naponu smicanja kako biste osigurali konzistentnost. Izračunajte prosječnu vrijednost viskoziteta da smanjite grešku.
Zaključak
Mjerenje viskoznosti tekućine pod različitim posmičnim naponima pomoću viskozimetra je vrijedna tehnika za razumijevanje svojstava tečenja fluida. Prateći korake navedene na ovom blogu, možete dobiti tačna i pouzdana mjerenja viskoziteta i steći uvid u to kako će se tekućina ponašati u različitim situacijama u stvarnom svijetu.
Ako ste na tržištu za viskozimetar ili trebate više informacija o mjerenju viskoziteta, ne ustručavajte se kontaktirati. Tu smo da vam pomognemo da pronađete pravo rješenje za vaše specifične potrebe. Bilo da ste mala laboratorija ili veliki proizvodni pogon, imamo stručnost i proizvode koji podržavaju vaše zahtjeve za mjerenje viskoziteta. Kontaktirajte nas danas da započnemo raspravu o nabavci i podignemo vašu analizu fluida na viši nivo.
Reference
- ASTM D2196 - 18, Standardne metode ispitivanja za reološka svojstva nenjutnovskih materijala pomoću rotacionog viskozimetra.
- Barnes, HA, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). Uvod u reologiju. Elsevier Science.