Jak wybrać wiskozymetr?

Płyny można podzielić na newtonowskie i nienewtonowskie, zgodnie z głównymi kategoriami. Płyny nienewtonowskie dzielą się dalej na zależne od szybkości ścinania i zależne od czasu. Typ zależny od szybkości ścinania odnosi się do zmian w zachowaniu się płynu wraz ze zmianą szybkości ścinania, w tym pseudoplastyczny, dylatacyjny i plastyczny. Typ zależny od czasu odnosi się do zmian w charakterystyce przepływu płynu w czasie przy określonej szybkości ścinania, w tym tiksotropowy i koagulacyjny.

Naukowiec Newton odkrył, że stosunek naprężenia ścinającego τ do szybkości ścinania D, gdy przepływa pewna ciecz, jest stały, tj. η = τ/D. Zarówno woda, jak i olej to ciecze, które podlegają powyższym regułom. Ten wzór to prawo lepkości Newtona, gdzie η to lepkość cieczy. Lepkość jest miarą tarcia wewnętrznego lub oporu podczas przepływu cieczy. Jednostką η jest mPa·s lub Pa·s (paskalsekundy). Ciecz newtonowska to mieszanina cieczy bez cząstek. Ciecz, której lepkość nie zmienia się wraz ze zmianą naprężenia ścinającego, nazywana jest cieczą newtonowską, a ciecz, której lepkość zmienia się wraz ze zmianą naprężenia ścinającego, nazywana jest cieczą nienewtonowską.

Dlatego, używając cyfrowego wiskozymetru rotacyjnego , wartość lepkości cieczy newtonowskiej jest pewna. Jeśli wartość lepkości mieści się w dopuszczalnym zakresie pomiarowym (moment obrotowy 20–90%), należy wybrać inny wirnik, a prędkość obrotowa może dać ten sam wynik. Nasz cyfrowy wiskozymetr stabilizuje odczyt po 5–6 obrotach wirnika (takiego jak standardowy wirnik L1–L4). Na przykład, wybrana prędkość wynosi 30 obrotów na minutę, czyli jeden obrót na 2 sekundy, a odczyt trwa około 10–12 sekund. Zakres pomiarowy oznaczony przez lepkościomierz odnosi się do lepkości cieczy newtonowskiej.

Miernik lepkości

Jednak w przypadku płynów nienewtonowskich wartość lepkości nie jest stała, ponieważ szybkość ścinania zapewniana przez różne wirniki i prędkości obrotowe jest różna, więc mogą wystąpić następujące zjawiska:

1. Po wybraniu określonego wirnika i określonej prędkości, wartość lepkości zmienia się szybko z dużej na małą i stopniowo stabilizuje się (stabilność odnosi się do mierzonej wartości momentu obrotowego, która zmienia się za każdym razem o 0,1%-0,2%), zgodnie z naszymi danymi. Lepkość wiskozymetru jest bardzo wysoka, dlatego często można zaobserwować, że wartość lepkości nadal spada po długim czasie pomiaru, a spadek ten staje się coraz mniejszy, co jest zgodne z charakterystyką płynów nienewtonowskich.

2. Po wybraniu określonego wirnika i określonej prędkości, wartość lepkości gwałtownie wzrasta od małej do małej i stopniowo się stabilizuje.

3. Wartość lepkości jest różna po wybraniu tego samego wirnika i różnych prędkości.

4. Wartości lepkości są różne po wybraniu różnych wirników i tej samej prędkości. Dlatego elementami, które należy określić do pomiaru płynów nienewtonowskich, są wirnik, prędkość i czas. Tylko po ustaleniu tych elementów można dokonać kilku porównań. Zazwyczaj elementy te są określane przez użytkowników zgodnie z ich własnymi celami i wymaganiami poprzez eksperymenty. Zazwyczaj wybór wirnika i prędkości powinien odpowiadać zmierzonej wartości lepkości w aktualnym dopuszczalnym zakresie pomiaru (moment obrotowy wynosi 20%–90%), czas jest określany od początku do końca zakresu zmiany zmierzonej wartości momentu obrotowego wynosi 0,1%–0,2%. Na przykład, dla określonej próbki wybierz wirnik nr L4, 30 obr./min, a będzie on stabilny po 5 minutach (wartość momentu obrotowego waha się od 0,1% do 0,2%). W tym czasie lepkość wynosi 10000 mPa·S, a moment obrotowy wynosi 50%. Następnie, jeśli w przyszłości zajdzie potrzeba porównania z podobnymi próbkami, przy tych samych warunkach pomiaru, tj. wirniku L4, 30 obrotach na minutę i 5 minutach odczytu.

Ponadto wpływ temperatury na lepkość jest bardzo duży, dlatego kontrola temperatury podobnych próbek musi być lepsza.