विस्कोमीटर का चयन कैसे करें?

द्रवों को मुख्य श्रेणियों के आधार पर न्यूटोनियन और नॉन-न्यूटोनियन में विभाजित किया जा सकता है। नॉन-न्यूटोनियन द्रवों को आगे अपरूपण दर-निर्भर और समय-निर्भर प्रकारों में विभाजित किया जाता है। अपरूपण दर-निर्भर प्रकार का तात्पर्य है कि द्रव का प्रवाह व्यवहार अपरूपण दर में परिवर्तन के साथ बदलता है, जिसमें स्यूडो-प्लास्टिक प्रकार, डाइलैटेंट प्रकार और प्लास्टिक प्रकार शामिल हैं। समय-निर्भर प्रकार का तात्पर्य है कि द्रव की प्रवाह विशेषताएँ एक निश्चित अपरूपण दर पर समय के साथ बदलती हैं, जिसमें थिक्सोट्रोपिक प्रकार और शॉक-कोएगुलेशन प्रकार शामिल हैं।

वैज्ञानिक न्यूटन ने पाया कि कुछ द्रवों के प्रवाह के दौरान अपरूपण तनाव τ और अपरूपण दर D का अनुपात स्थिर होता है, अर्थात्: η=τ/D। जल और तेल दोनों ही ऐसे द्रव हैं जो उपरोक्त नियम का पालन करते हैं। यह सूत्र न्यूटन का श्यानता नियम है, जहाँ η द्रव की श्यानता है। श्यानता द्रव के प्रवाह के दौरान आंतरिक घर्षण या प्रतिरोध का माप है। η की इकाई mPa·s या Pa·s (पास्कल सेकंड) है। न्यूटोनियन द्रव कणों रहित मिश्रित एकल द्रव होता है। जिस द्रव की श्यानता अपरूपण तनाव में परिवर्तन के साथ नहीं बदलती, उसे न्यूटोनियन द्रव कहते हैं, और जिस द्रव की श्यानता अपरूपण तनाव में परिवर्तन के साथ बदलती है, उसे गैर-न्यूटोनियन द्रव कहते हैं।

इसलिए, डिजिटल रोटेशनल विस्कोमीटर का उपयोग करते समय, न्यूटोनियन द्रव के लिए श्यानता मान निश्चित होता है। जब तक श्यानता मान वर्तमान मापन की स्वीकार्य सीमा (टॉर्क 20%-90%) के भीतर है, तब तक अलग-अलग रोटर और गति का उपयोग करके समान परिणाम प्राप्त किया जा सकता है। हमारा डिजिटल विस्कोमीटर आमतौर पर रोटर (जैसे L1-L4 मानक रोटर) के 5-6 चक्कर लगाने के बाद रीडिंग को स्थिर कर देता है। उदाहरण के लिए, चुनी गई गति 30 चक्कर प्रति मिनट है, यानी 2 सेकंड में एक चक्कर, तो रीडिंग लेने में लगभग 10-12 सेकंड लगते हैं। विस्कोमीटर द्वारा चिह्नित मापन सीमा न्यूटोनियन द्रव की श्यानता को दर्शाती है।

श्यानता मीटर

लेकिन गैर-न्यूटनियन तरल पदार्थों के लिए, श्यानता का मान स्थिर नहीं होता है, क्योंकि विभिन्न रोटरों और घूर्णी गति द्वारा प्रदान की गई अपरूपण दर अलग-अलग होती है, इसलिए जिन विशिष्ट घटनाओं का सामना करना पड़ सकता है वे इस प्रकार हैं:

1. एक निश्चित रोटर और एक निश्चित गति का चयन करने के बाद, श्यानता का मान तेजी से बड़े से छोटे की ओर बदलता है, और धीरे-धीरे स्थिर हो जाता है (स्थिरता का तात्पर्य है कि मापा गया टॉर्क मान प्रत्येक बार 0.1%-0.2% के बीच बदलता है)। हमारे आंकड़ों के अनुसार, विस्कोमीटर की श्यानता बहुत अधिक है, इसलिए अक्सर यह देखा जाता है कि लंबे समय तक माप के बाद श्यानता का मान लगातार घटता रहता है, और यह कमी धीरे-धीरे कम होती जाती है, जो कि गैर-न्यूटनियन तरल पदार्थों की विशेषताओं के अनुरूप है।

2. एक निश्चित रोटर और एक निश्चित गति का चयन करने के बाद, श्यानता का मान तेजी से कम से कम होता जाता है, और धीरे-धीरे स्थिर हो जाता है।

3. एक ही रोटर का चयन करने और अलग-अलग गति पर श्यानता का मान भिन्न होता है।

4. अलग-अलग रोटर चुनने और समान गति पर श्यानता मान भिन्न होते हैं। इसलिए, गैर-न्यूटनियन तरल पदार्थों के मापन के लिए रोटर, गति और समय का निर्धारण आवश्यक है। इन तत्वों के स्थिर होने पर ही कई तुलनाएँ की जा सकती हैं। सामान्यतः, उपयोगकर्ता अपने उद्देश्यों और आवश्यकताओं के अनुसार प्रयोगों के माध्यम से इन तत्वों का निर्धारण करते हैं। आमतौर पर रोटर और गति का चुनाव इस प्रकार किया जाना चाहिए कि मापी गई श्यानता का मान वर्तमान मापन की स्वीकार्य सीमा (टॉर्क 20%-90%) के भीतर रहे। समय का निर्धारण मापन की शुरुआत से लेकर टॉर्क मान में 0.1%-0.2% के परिवर्तन की सीमा तक किया जाता है। उदाहरण के लिए, किसी नमूने के लिए, L4 रोटर, 30 rpm का चयन करें, और यह 5 मिनट में स्थिर हो जाएगा (टॉर्क मान 0.1% से 0.2% तक बदलता है)। इस समय, श्यानता 10000mPa·S और टॉर्क 50% है। फिर, यदि आपको भविष्य में समान माप स्थितियों के तहत समान नमूनों के साथ तुलना करने की आवश्यकता है, अर्थात् एल4 रोटर, 30 चक्कर प्रति मिनट और 5 मिनट की रीडिंग।

इसके अलावा, श्यानता पर तापमान का प्रभाव भी बहुत अधिक होता है, इसलिए समान नमूनों के तापमान नियंत्रण में और अधिक दक्षता आवश्यक है।