Como escolher um viscosímetro?

Os fluidos podem ser divididos em newtonianos e não newtonianos de acordo com categorias principais. Os fluidos não newtonianos são subdivididos em tipos dependentes da taxa de cisalhamento e tipos dependentes do tempo. O tipo dependente da taxa de cisalhamento refere-se ao comportamento do fluido que se altera com a variação da taxa de cisalhamento, incluindo os tipos pseudoplástico, dilatante e plástico. O tipo dependente do tempo refere-se às características do fluido que se alteram com o tempo a uma determinada taxa de cisalhamento, incluindo os tipos tixotrópico e de choque-coagulação.

O cientista Newton descobriu que a razão entre a tensão de cisalhamento τ e a taxa de cisalhamento D, quando certos fluidos escoam, é constante, ou seja: η = τ/D. Tanto a água quanto o óleo são fluidos que seguem essa regra. Essa fórmula é a lei da viscosidade de Newton, onde η é a viscosidade do fluido. A viscosidade é uma medida do atrito interno ou da resistência quando o fluido escoa. A unidade de η é mPa·s ou Pa·s (pascal-segundo). Um fluido newtoniano é uma mistura homogênea de um único fluido, sem partículas. O fluido cuja viscosidade não se altera com a variação da tensão de cisalhamento é chamado de fluido newtoniano, e o fluido cuja viscosidade se altera com a variação da tensão de cisalhamento é chamado de fluido não newtoniano.

Portanto, ao usar um viscosímetro rotacional digital , o valor da viscosidade para fluidos newtonianos é preciso. Contanto que o valor da viscosidade esteja dentro da faixa de medição permitida (torque de 20% a 90%), a escolha de um rotor e uma velocidade diferentes permitirá obter o mesmo resultado. Nosso viscosímetro digital estabiliza a leitura após o rotor (como o rotor padrão L1-L4) girar de 5 a 6 vezes. Por exemplo, se a velocidade selecionada for de 30 rotações por minuto, ou seja, uma rotação a cada 2 segundos, a leitura levará cerca de 10 a 12 segundos. A faixa de medição indicada pelo viscosímetro refere-se à viscosidade de fluidos newtonianos.

Medidor de viscosidade

Mas, para fluidos não newtonianos, o valor da viscosidade não é fixo, porque a taxa de cisalhamento fornecida por diferentes rotores e velocidades de rotação é diferente; portanto, os fenômenos específicos que podem ser encontrados são:

1. Após selecionar um determinado rotor e uma determinada velocidade, o valor da viscosidade muda rapidamente de alto para baixo e gradualmente se estabiliza (a estabilidade refere-se à variação do valor do torque medido entre 0,1% e 0,2% a cada medição). Devido à alta viscosidade medida pelo viscosímetro, observa-se frequentemente que o valor da viscosidade continua a diminuir após um longo período de medição, e essa diminuição torna-se cada vez menor, o que está de acordo com as características de fluidos não newtonianos.

2. Após selecionar um determinado rotor e uma determinada velocidade, o valor da viscosidade aumenta rapidamente de um valor pequeno para um valor pequeno, estabilizando-se gradualmente.

3. O valor da viscosidade é diferente mesmo selecionando o mesmo rotor e velocidades diferentes.

4. Os valores de viscosidade variam após a seleção de diferentes rotores, mesmo mantendo a mesma velocidade. Portanto, os elementos que precisam ser determinados para a medição de fluidos não newtonianos são o rotor, a velocidade e o tempo. Somente com esses elementos definidos é possível realizar diversas comparações. Geralmente, esses elementos são determinados pelos usuários de acordo com seus próprios objetivos e requisitos, por meio de experimentos. Normalmente, a escolha do rotor e da velocidade deve atender à faixa de medição permitida para o valor de viscosidade (torque de 20% a 90%), e o tempo é determinado desde o início até o fim da faixa de variação do torque medido, que deve ser de 0,1% a 0,2%. Por exemplo, para uma determinada amostra, ao escolher o rotor nº L4, a 30 rpm, a viscosidade se estabilizará em 5 minutos (o valor do torque varia de 0,1% a 0,2%). Nesse momento, a viscosidade será de 10.000 mPa·s e o torque de 50%. Então, se você precisar comparar com amostras semelhantes no futuro, sob as mesmas condições de medição, ou seja, rotor L4, 30 rotações por minuto e 5 minutos de leitura.

Além disso, a influência da temperatura na viscosidade também é muito grande, sendo necessário um melhor controle da temperatura em amostras semelhantes.