Hoe kies je een viscometer?

Vloeistoffen kunnen worden onderverdeeld in Newtoniaanse en niet-Newtoniaanse vloeistoffen op basis van hoofdcategorieën. Niet-Newtoniaanse vloeistoffen worden verder onderverdeeld in schuifsnelheidsafhankelijke en tijdsafhankelijke typen. Schuifsnelheidsafhankelijke typen verwijzen naar vloeistoffen waarvan het stromingsgedrag verandert met de schuifsnelheid, zoals pseudoplastische, dilatante en plastische vloeistoffen. Tijdsafhankelijke typen verwijzen naar vloeistoffen waarvan de stromingseigenschappen in de loop van de tijd veranderen bij een bepaalde schuifsnelheid, zoals thixotrope vloeistoffen en schokcoagulatievloeistoffen.

De wetenschapper Newton ontdekte dat de verhouding tussen schuifspanning τ en schuifsnelheid D constant is bij de stroming van bepaalde vloeistoffen, oftewel: η = τ/D. Zowel water als olie zijn vloeistoffen die aan deze regel voldoen. Deze formule is de wet van Newton voor viscositeit, waarbij η de viscositeit van de vloeistof is. Viscositeit is een maat voor de interne wrijving of weerstand die een vloeistof ondervindt tijdens het stromen. De eenheid van η is mPa·s of Pa·s (Pascalseconden). Een Newtoniaanse vloeistof is een gemengde vloeistof zonder deeltjes. Een vloeistof waarvan de viscositeit niet verandert met de verandering van de schuifspanning wordt een Newtoniaanse vloeistof genoemd, en een vloeistof waarvan de viscositeit wel verandert met de verandering van de schuifspanning wordt een niet-Newtoniaanse vloeistof genoemd.

Bij gebruik van een digitale rotatieviscometer is de viscositeitswaarde voor een Newtoniaanse vloeistof dus betrouwbaar. Zolang de viscositeitswaarde binnen het toegestane meetbereik ligt (koppel tussen 20% en 90%), kan met een andere rotor en een andere snelheid hetzelfde resultaat worden verkregen. Onze digitale viscometer stabiliseert de meting na 5-6 omwentelingen van de rotor (bijvoorbeeld de standaardrotor L1-L4). Als de gekozen snelheid bijvoorbeeld 30 omwentelingen per minuut is, oftewel één omwenteling in 2 seconden, duurt de meting ongeveer 10-12 seconden. Het meetbereik dat op de viscositeitsmeter is aangegeven, heeft betrekking op de viscositeit van een Newtoniaanse vloeistof.

Viscositeitsmeter

Maar voor niet-Newtoniaanse vloeistoffen is de viscositeitswaarde niet vast, omdat de schuifspanning die door verschillende rotoren en rotatiesnelheden wordt geleverd, verschilt. De specifieke verschijnselen die zich kunnen voordoen zijn daarom:

1. Na het selecteren van een bepaalde rotor en een bepaalde snelheid verandert de viscositeitswaarde snel van groot naar klein en stabiliseert zich geleidelijk (stabiliteit verwijst naar een verandering van de gemeten koppelwaarde van 0,1% tot 0,2%). Omdat de viscositeit van de viscometer erg hoog is, zien we vaak dat de viscositeitswaarde na een lange meettijd blijft dalen, en dat de daling steeds kleiner wordt. Dit komt overeen met de eigenschappen van niet-Newtoniaanse vloeistoffen.

2. Na het selecteren van een bepaalde rotor en een bepaalde snelheid neemt de viscositeitswaarde snel toe van klein naar klein en stabiliseert zich vervolgens geleidelijk.

3. De viscositeitswaarde verschilt na het selecteren van dezelfde rotor bij verschillende snelheden.

4. De viscositeitswaarden verschillen na het selecteren van verschillende rotoren bij dezelfde snelheid. Daarom zijn de elementen die bepaald moeten worden voor de meting van niet-Newtoniaanse vloeistoffen de rotor, de snelheid en de tijd. Alleen wanneer deze elementen vastliggen, kunnen verschillende vergelijkingen worden gemaakt. Over het algemeen bepalen gebruikers deze elementen door middel van experimenten, afhankelijk van hun eigen doeleinden en eisen. Meestal moet de keuze van rotor en snelheid ervoor zorgen dat de gemeten viscositeitswaarde binnen het toegestane bereik van de meting valt (koppel is 20%-90%), en de tijd wordt bepaald vanaf het begin tot het einde, wanneer de verandering in de gemeten koppelwaarde tussen 0,1% en 0,2% ligt. Bijvoorbeeld, voor een bepaald monster, kies rotor nr. L4, 30 tpm, en het zal na 5 minuten stabiel zijn (de koppelwaarde varieert van 0,1% tot 0,2%). Op dit moment is de viscositeit 10000 mPa·S en het koppel 50%. Als u in de toekomst een vergelijking wilt maken met soortgelijke monsters onder dezelfde meetomstandigheden, dat wil zeggen met de L4-rotor, 30 omwentelingen per minuut en een meettijd van 5 minuten, dan kunt u dat doen.

Daarnaast is de invloed van temperatuur op de viscositeit ook zeer groot; de temperatuurregeling van soortgelijke monsters moet daarom beter zijn.