Come scegliere un viscosimetro?

I fluidi possono essere suddivisi in newtoniani e non newtoniani in base a categorie principali. I fluidi non newtoniani sono ulteriormente suddivisi in tipi dipendenti dalla velocità di taglio e dipendenti dal tempo. Il tipo dipendente dalla velocità di taglio si riferisce al comportamento del flusso del fluido che cambia al variare della velocità di taglio, includendo il tipo pseudoplastico, il tipo dilatante e il tipo plastico. Il tipo dipendente dal tempo si riferisce alle caratteristiche del flusso del fluido che cambiano nel tempo a una determinata velocità di taglio, includendo il tipo tissotropico e il tipo shock-coagulazione.

Lo scienziato Newton scoprì che il rapporto tra lo sforzo di taglio τ e la velocità di taglio D, quando alcuni fluidi scorrono, è costante, ovvero: η = τ/D. Sia l'acqua che l'olio sono fluidi che seguono questa legge. Questa formula è la legge di viscosità di Newton, dove η è la viscosità del fluido. La viscosità è una misura dell'attrito interno o della resistenza al flusso del fluido. L'unità di misura di η è mPa·s o Pa·s (Pascal secondi). Un fluido newtoniano è un fluido misto, privo di particelle. Un fluido la cui viscosità non cambia al variare dello sforzo di taglio è detto fluido newtoniano, mentre un fluido la cui viscosità cambia al variare dello sforzo di taglio è detto fluido non newtoniano.

Pertanto, quando si utilizza un viscosimetro rotazionale digitale , il valore di viscosità per un fluido newtoniano è certo. Finché il valore di viscosità rientra nell'intervallo di misurazione consentito (coppia 20%-90%), scegliendo un rotore e una velocità diversi si può ottenere lo stesso risultato. Il nostro viscosimetro digitale stabilizza la lettura dopo che il rotore (ad esempio, un rotore standard L1-L4) ha compiuto 5-6 giri. Ad esempio, con una velocità selezionata di 30 giri al minuto, ovvero un giro in 2 secondi, la lettura richiede circa 10-12 secondi. L'intervallo di misurazione indicato dal viscosimetro si riferisce alla viscosità di un fluido newtoniano.

Viscosimetro

Ma per i fluidi non newtoniani, il valore della viscosità non è fisso, perché la velocità di taglio fornita da rotori e velocità di rotazione differenti è diversa, quindi i fenomeni specifici che si possono incontrare sono:

1. Dopo aver selezionato un determinato rotore e una determinata velocità, il valore della viscosità cambia rapidamente da grande a piccolo e si stabilizza gradualmente (la stabilità si riferisce al fatto che il valore della coppia misurata varia ogni volta tra lo 0,1% e lo 0,2%). Poiché la viscosità del viscosimetro è molto elevata, si osserva spesso che il valore della viscosità continua a diminuire dopo un lungo periodo di misurazione, e la diminuzione diventa sempre più piccola, il che è in linea con le caratteristiche dei fluidi non newtoniani.

2. Dopo aver selezionato un determinato rotore e una determinata velocità, il valore della viscosità aumenta rapidamente da piccolo a piccolo, e si stabilizza gradualmente.

3. Il valore della viscosità risulta diverso a parità di rotore e a velocità differenti.

4. I valori di viscosità variano a seconda del rotore selezionato e della velocità impostata. Pertanto, gli elementi da determinare per la misurazione di fluidi non newtoniani sono il rotore, la velocità e il tempo. Solo fissando questi elementi è possibile effettuare diversi confronti. Generalmente, questi elementi vengono determinati dagli utenti in base alle proprie esigenze e necessità attraverso esperimenti. Di solito, la scelta del rotore e della velocità dovrebbe garantire che il valore di viscosità misurato rientri nell'intervallo di misurazione consentito (coppia compresa tra il 20% e il 90%), mentre il tempo viene determinato dall'inizio fino alla fine dell'intervallo di variazione del valore di coppia misurato, che è compreso tra lo 0,1% e lo 0,2%. Ad esempio, per un determinato campione, scegliendo il rotore n. L4 a 30 giri/min, la viscosità si stabilizzerà in 5 minuti (con una variazione di coppia compresa tra lo 0,1% e lo 0,2%). In questo intervallo, la viscosità sarà di 10000 mPa·s e la coppia del 50%. Quindi, se in futuro avrai bisogno di confrontare i risultati con campioni simili, nelle stesse condizioni di misurazione, ovvero con il rotore L4, 30 giri al minuto e 5 minuti di lettura.

Inoltre, poiché l'influenza della temperatura sulla viscosità è molto significativa, è necessario migliorare il controllo della temperatura di campioni simili.