من به عنوان یک تامین کننده ویسکومتر، اهمیت اندازه گیری دقیق ویسکوزیته در صنایع مختلف، از مواد غذایی و نوشیدنی گرفته تا داروسازی و پتروشیمی را درک می کنم. اندازه گیری ویسکومتر چند نقطه ای یک تکنیک مهم است که می تواند بینش عمیقی در مورد ویژگی های جریان سیالات ارائه دهد. در این پست وبلاگ، من شما را از طریق فرآیند انجام اندازه گیری ویسکومتر چند نقطه ای راهنمایی می کنم.
درک ویسکوزیته و اندازه گیری چند نقطه ای
ویسکوزیته اندازه گیری مقاومت سیال در برابر جریان است. این نقش حیاتی در تعیین کیفیت، ثبات و فرآیندپذیری بسیاری از محصولات دارد. اندازه گیری ویسکوزیته تک نقطه ای فقط اطلاعاتی در مورد رفتار سیال در یک نرخ برشی خاص ارائه می دهد. با این حال، در کاربردهای دنیای واقعی، سیالات اغلب طیفی از نرخ های برشی را تجربه می کنند. اندازهگیریهای ویسکومتر چند نقطهای شامل خوانش ویسکوزیته با نرخهای برشی چندگانه است که میتواند به درک رفتار غیر نیوتنی سیال کمک کند. سیالات غیر نیوتنی مانند رنگ ها، پلیمرها و سیالات بیولوژیکی دارای ویسکوزیته ای هستند که با نرخ برش اعمال شده تغییر می کند.
انتخاب ویسکومتر مناسب
اولین قدم در انجام اندازه گیری ویسکومتر چند نقطه ای، انتخاب ویسکومتر مناسب است. انواع مختلفی از ویسکومتر موجود است، از جمله ویسکومترهای چرخشی، ویسکومترهای مویرگی و ویسکومترهای سقوطی - توپی. برای اندازهگیریهای چند نقطهای، ویسکومترهای چرخشی اغلب انتخاب ارجح هستند زیرا به راحتی میتوانند نرخ برش را تغییر دهند.
الفویسکومتر چرخشیبا چرخاندن یک دوک (یا باب) در نمونه مایع کار می کند. گشتاور مورد نیاز برای چرخش دوک با سرعت معین متناسب با ویسکوزیته سیال است. با تغییر سرعت چرخش دوک میتوان نرخهای برشی متفاوتی را روی سیال اعمال کرد که امکان اندازهگیری چند نقطهای را فراهم میکند.
آماده سازی نمونه
آماده سازی نمونه مناسب برای اندازه گیری دقیق ویسکومتر چند نقطه ای ضروری است. ابتدا از همگن بودن نمونه اطمینان حاصل کنید. اگر نمونه حاوی ذرات باشد یا یک سوسپانسیون باشد، ممکن است لازم باشد کاملاً مخلوط شود تا توزیع یکنواختی حاصل شود. برای برخی از نمونهها، ممکن است لازم باشد ذرات بزرگی که میتوانند در اندازهگیری اختلال ایجاد کنند، فیلتر شوند.
دمای نمونه نیز تأثیر بسزایی بر ویسکوزیته دارد. بیشتر ویسکومترها مجهز به سیستم های کنترل دما هستند. دمای ویسکومتر را روی مقدار دلخواه تنظیم کنید و اجازه دهید نمونه به تعادل حرارتی برسد. این معمولاً کمی زمان می برد، به خصوص برای حجم نمونه های بزرگتر.
راه اندازی ویسکومتر
پس از آماده شدن نمونه، نوبت به راه اندازی ویسکومتر می رسد. با انتخاب اسپیندل مناسب برای اندازه گیری شروع کنید. انتخاب دوک به محدوده ویسکوزیته مورد انتظار نمونه بستگی دارد. برای سیالات با ویسکوزیته پایین، ممکن است از یک دوک با قطر کوچک استفاده شود، در حالی که سیالات با ویسکوزیته بالا به یک دوک با قطر بزرگتر نیاز دارند.
اسپیندل انتخاب شده را طبق دستورالعمل سازنده روی ویسکومتر نصب کنید. مطمئن شوید که به درستی نشسته و سفت شده است. سپس ظرف نمونه را با نمونه آماده شده پر کنید. سطح نمونه باید به اندازه ای باشد که دوک را تا عمق مناسب بپوشاند.
انجام اندازه گیری چند نقطه ای
پس از راه اندازی ویسکومتر و بارگذاری نمونه، می توانید اندازه گیری چند نقطه ای را شروع کنید. بیشتر ویسکومترهای دورانی مدرن دارای یک حالت قابل برنامه ریزی هستند که به شما امکان می دهد یک سری سرعت چرخشی (نرخ برش) تنظیم کنید. با کمترین نرخ برش شروع کنید و هنگامی که اندازه گیری تثبیت شد، قرائت ویسکوزیته را ثبت کنید. بسته به ویسکومتر و نمونه، ممکن است چند ثانیه تا چند دقیقه طول بکشد.
پس از به دست آوردن قرائت ویسکوزیته در نرخ برش اول، نرخ برش را به مقدار از پیش تعیین شده بعدی افزایش دهید و فرآیند را تکرار کنید. این راه را تا زمانی ادامه دهید که ویسکوزیته را در تمام نرخ های برشی مورد نظر بگیرید. برای اطمینان از نتایج دقیق، مهم است که منتظر بمانید تا اندازهگیری در هر نرخ برش تثبیت شود.
تجزیه و تحلیل نتایج
هنگامی که اندازه گیری چند نقطه ای را کامل کردید، مجموعه ای از مقادیر ویسکوزیته مربوط به نرخ های برش متفاوت خواهید داشت. از این داده ها می توان برای ایجاد منحنی ویسکوزیته - نرخ برشی استفاده کرد. برای سیالات نیوتنی، ویسکوزیته بدون توجه به نرخ برش ثابت می ماند و منحنی یک خط افقی خواهد بود. برای سیالات غیر نیوتنی، منحنی نشان می دهد که چگونه ویسکوزیته با نرخ برش تغییر می کند.
انواع مختلفی از رفتار غیر نیوتنی وجود دارد. مایعات شبه پلاستیک مانند سس کچاپ ویسکوزیته ای دارند که با افزایش سرعت برش کاهش می یابد. از طرف دیگر سیالات دیلاتانت دارای ویسکوزیته ای هستند که با افزایش نرخ برش افزایش می یابد. با تجزیه و تحلیل شکل منحنی ویسکوزیته - سرعت برشی، می توانید نوع رفتار غیر نیوتنی سیال را تعیین کنید و بینش ارزشمندی در مورد ویژگی های جریان آن به دست آورید.
عیب یابی
در طول اندازه گیری ویسکومتر چند نقطه ای، ممکن است با مشکلاتی مواجه شوید. یکی از مسائل رایج حباب های هوا در نمونه است. حباب های هوا می توانند باعث خوانش ویسکوزیته نادرست شوند زیرا حجم موثر سیال را کاهش می دهند و همچنین می توانند بر الگوی جریان اطراف دوک تأثیر بگذارند. برای جلوگیری از حباب های هوا، مطمئن شوید که ظرف نمونه را با دقت پر کرده و به آرامی روی آن ضربه بزنید تا هوای به دام افتاده آزاد شود.
مشکل دیگر لغزش دوک است. در صورتی که اسپیندل به درستی نصب نشده باشد یا ویسکوزیته سیال بسیار کم باشد، ممکن است این اتفاق بیفتد. اگر مشکوک به لغزش دوک هستید، نصب اسپیندل را بررسی کنید و سعی کنید از اسپیندل دیگری استفاده کنید یا در صورت امکان ویسکوزیته نمونه را افزایش دهید.
اهمیت اندازه گیری چند نقطه ای در صنایع مختلف
در صنایع غذایی از اندازه گیری ویسکومتر چند نقطه ای برای کنترل بافت و قوام محصولاتی مانند سس ها، سس ها و محصولات لبنی استفاده می شود. با درک اینکه چگونه ویسکوزیته این محصولات با نرخ برش تغییر می کند، تولید کنندگان می توانند اطمینان حاصل کنند که محصولات دارای خواص دهان و ریختن مطلوب هستند.
در صنعت داروسازی، اندازه گیری ویسکوزیته برای فرمولاسیون داروها بسیار مهم است. بسیاری از محصولات دارویی مانند کرم ها، ژل ها و سوسپانسیون ها مایعات غیر نیوتنی هستند. اندازه گیری های چند نقطه ای می تواند به بهینه سازی فرمولاسیون برای اطمینان از تحویل و پایداری مناسب دارو کمک کند.
در صنعت پتروشیمی از اندازه گیری ویسکومتر چند نقطه ای برای مشخص کردن خواص جریان نفت خام و محصولات تصفیه شده استفاده می شود. این اطلاعات برای حمل و نقل خط لوله، فرآیندهای پالایش و کنترل کیفیت ضروری است.
نتیجه گیری
انجام اندازه گیری ویسکومتر چند نقطه ای یک تکنیک ارزشمند است که می تواند اطلاعات دقیقی در مورد خواص جریان سیالات ارائه دهد. با دنبال کردن مراحل ذکر شده در این پست وبلاگ، می توانید از اندازه گیری های چند نقطه ای دقیق و قابل اعتماد اطمینان حاصل کنید. به عنوان یک تامین کننده ویسکومتر، ما متعهد به ارائه ویسکومترهای با کیفیت بالا و پشتیبانی فنی هستیم تا به شما در رفع نیازهای اندازه گیری ویسکوزیته کمک کنیم.
اگر علاقه مند به خرید ویسکومتر برای اندازه گیری های چند نقطه ای هستید یا در مورد محصولات ما سوالی دارید، لطفاً برای بحث دقیق و بررسی بهترین راه حل ها برای نیازهای خاص خود با ما تماس بگیرید. ما مشتاقانه منتظر همکاری با شما برای دستیابی به اندازه گیری های ویسکوزیته دقیق و کارآمد هستیم.
مراجع
- ASTM D2196 - 18، روشهای تست استاندارد برای خواص رئولوژیکی مواد غیر نیوتنی توسط ویسکومتر چرخشی.
- بارنز، HA، هاتون، JF، و والترز، K. (1989). مقدمه ای بر رئولوژی. علم الزویر.
- Bird, RB, Armstrong, RC, & Hassager, O. (1987). دینامیک مایعات پلیمری: جلد 1، مکانیک سیالات. جان وایلی و پسران