Като доставчик на вискозиметри, аз разбирам важността на точните измервания на вискозитета в различни индустрии, от храни и напитки до фармацевтични продукти и нефтохимикали. Измерванията с многоточков вискозиметър са решаваща техника, която може да осигури задълбочена представа за свойствата на потока на течностите. В тази публикация в блога ще ви насоча през процеса на извършване на многоточково измерване с вискозиметър.
Разбиране на вискозитета и многоточковото измерване
Вискозитетът е мярка за съпротивлението на течността срещу потока. Той играе жизненоважна роля при определянето на качеството, стабилността и възможността за обработка на много продукти. Едноточковото измерване на вискозитета предоставя информация само за поведението на течността при една специфична скорост на срязване. Въпреки това, в реални приложения, флуидите често изпитват диапазон от скорости на срязване. Измерванията с многоточков вискозиметър включват отчитане на вискозитета при множество скорости на срязване, което може да помогне да се разбере не-Нютоновото поведение на течността. Ненютоновите течности, като бои, полимери и биологични течности, имат вискозитет, който се променя с приложената скорост на срязване.
Избор на правилния вискозиметър
Първата стъпка при извършване на многоточково измерване с вискозиметър е да изберете подходящия вискозиметър. Има няколко вида налични вискозиметри, включително ротационни вискозиметри, капилярни вискозиметри и вискозиметри с падаща топка. За многоточкови измервания ротационните вискозиметри често са предпочитаният избор, тъй като те могат лесно да променят скоростта на срязване.
АРотационен вискозиметърработи чрез въртене на шпиндел (или боб) в пробата от течност. Въртящият момент, необходим за въртене на шпиндела при дадена скорост, е пропорционален на вискозитета на течността. Чрез промяна на скоростта на въртене на шпиндела, различни скорости на срязване могат да бъдат приложени към течността, което позволява многоточкови измервания.
Подготовка на пробата
Правилната подготовка на пробата е от съществено значение за точни многоточкови измервания с вискозиметър. Първо се уверете, че пробата е хомогенна. Ако пробата съдържа частици или е суспензия, може да се наложи тя да се смеси старателно, за да се постигне равномерно разпределение. За някои проби може да е необходимо да се филтрират всякакви големи частици, които биха могли да попречат на измерването.
Температурата на пробата също има значително влияние върху вискозитета. Повечето вискозиметри са оборудвани със системи за контрол на температурата. Задайте температурата на вискозиметъра на желаната стойност и оставете пробата да достигне термично равновесие. Това обикновено отнема известно време, особено за по-големи обеми проби.
Настройка на вискозиметъра
След като пробата е приготвена, е време да настроите вискозиметъра. Започнете, като изберете подходящия шпиндел за измерването. Изборът на шпиндел зависи от очаквания диапазон на вискозитет на пробата. За течности с нисък вискозитет може да се използва шпиндел с малък диаметър, докато течности с висок вискозитет изискват шпиндел с по-голям диаметър.
Монтирайте избрания шпиндел върху вискозиметъра според инструкциите на производителя. Уверете се, че е правилно поставен и затегнат. След това напълнете контейнера с пробата с приготвената проба. Нивото на пробата трябва да е достатъчно, за да покрие вретеното до подходящата дълбочина.
Извършване на многоточково измерване
След като настроите вискозиметъра и заредите пробата, можете да започнете многоточковото измерване. Повечето съвременни ротационни вискозиметри имат програмируем режим, който ви позволява да зададете серия от скорости на въртене (скорости на срязване). Започнете с най-ниската скорост на срязване и запишете отчитането на вискозитета, след като измерването се стабилизира. Това може да отнеме от няколко секунди до няколко минути, в зависимост от вискозиметъра и пробата.
След като получите отчитането на вискозитета при първата скорост на срязване, увеличете скоростта на срязване до следващата предварително зададена стойност и повторете процеса. Продължете по този начин, докато не отчетете вискозитета при всички желани скорости на срязване. Важно е да изчакате измерването да се стабилизира при всяка скорост на срязване, за да осигурите точни резултати.
Анализиране на резултатите
След като завършите многоточковото измерване, ще имате набор от стойности на вискозитета, съответстващи на различни скорости на срязване. Тези данни могат да се използват за създаване на крива вискозитет - скорост на срязване. За нютонови течности вискозитетът остава постоянен независимо от скоростта на срязване и кривата ще бъде хоризонтална линия. За не-Нютонови течности кривата ще покаже как вискозитетът се променя със скоростта на срязване.
Има различни типове ненютоново поведение. Псевдопластичните течности, като кетчуп, имат вискозитет, който намалява с увеличаване на скоростта на срязване. Дилатантните течности, от друга страна, имат вискозитет, който се увеличава с увеличаване на скоростта на срязване. Като анализирате формата на кривата вискозитет - скорост на срязване, можете да определите вида на ненютоново поведение на течността и да получите ценна представа за нейните свойства на потока.
Отстраняване на неизправности
По време на многоточковото измерване с вискозиметър може да срещнете някои проблеми. Един често срещан проблем са въздушните мехурчета в пробата. Въздушните мехурчета могат да причинят неточни показания на вискозитета, тъй като намаляват ефективния обем на течността и могат също да повлияят на модела на потока около шпиндела. За да избегнете въздушни мехурчета, не забравяйте да напълните контейнера за проба внимателно и го почукайте леко, за да освободите останалия въздух.
Друг проблем е приплъзването на шпиндела. Това може да се случи, ако шпинделът не е правилно монтиран или ако течността има много нисък вискозитет. Ако подозирате приплъзване на шпиндела, проверете монтажа на шпиндела и опитайте да използвате друг шпиндел или да увеличите вискозитета на пробата, ако е възможно.
Значението на многоточковото измерване в различни индустрии
В хранително-вкусовата промишленост измерванията с многоточков вискозиметър се използват за контрол на текстурата и консистенцията на продукти като сосове, дресинги и млечни продукти. Като разбират как вискозитетът на тези продукти се променя със скоростта на срязване, производителите могат да гарантират, че продуктите имат желаното усещане в устата и свойства на изливане.
Във фармацевтичната индустрия измерванията на вискозитета са от решаващо значение за формулирането на лекарства. Много фармацевтични продукти, като кремове, гелове и суспензии, са ненютонови течности. Многоточковите измервания могат да помогнат за оптимизиране на формулировката, за да се осигури правилно доставяне и стабилност на лекарството.
В нефтохимическата промишленост многоточковите измервания с вискозиметър се използват за характеризиране на свойствата на потока на суровия нефт и рафинираните продукти. Тази информация е от съществено значение за тръбопроводния транспорт, процесите на рафиниране и контрола на качеството.
Заключение
Извършването на измерване с многоточков вискозиметър е ценна техника, която може да предостави подробна информация за свойствата на потока на течностите. Като следвате стъпките, описани в тази публикация в блога, можете да осигурите точни и надеждни многоточкови измервания. Като доставчик на вискозиметри, ние се ангажираме да предоставяме висококачествени вискозиметри и техническа поддръжка, за да ви помогнем с вашите нужди от измерване на вискозитет.
Ако се интересувате от закупуването на вискозиметър за многоточкови измервания или имате въпроси относно нашите продукти, моля не се колебайте да се свържете с нас за подробна дискусия и да проучим най-добрите решения за вашите специфични изисквания. Очакваме с нетърпение да работим с вас за постигане на точни и ефективни измервания на вискозитета.
Референции
- ASTM D2196 - 18, Стандартни методи за изпитване на реологични свойства на ненютонови материали чрез ротационен вискозиметър.
- Barnes, HA, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). Въведение в реологията. Elsevier Science.
- Bird, RB, Armstrong, RC, & Hassager, O. (1987). Динамика на полимерни течности: Том 1, Механика на флуидите. Джон Уайли и синове.