ข้ามไปยังเนื้อหาหลัก
+41 52 511 3200 (ซุย)     + 1 713 364 5427 (USA)     
การขจัดความหนืดของของไหลที่ไม่ใช่นิวตัน

การวัดความหนืดของของเหลวที่ไม่ใช่นิวตันด้วย SRV แบบอินไลน์

ส่วนมากถ้าไม่ใช่ส่วนใหญ่ของเหลวจะแสดงพฤติกรรมที่ไม่ใช่นิวตัน กล่าวกันว่าของไหลไม่ใช่นิวโตเนียนเมื่อความหนืดที่วัดได้นั้นขึ้นอยู่กับอัตราการเฉือนที่ใช้ทำการวัด

1. แนะนำสั้น ๆ เกี่ยวกับของเหลวที่ไม่ใช่นิวตัน

ความหนืดหมายถึงอัตราส่วนของความเค้นเฉือนต่ออัตราแรงเฉือนเมื่อของเหลวอยู่ภายใต้การตัดแบบสม่ำเสมอซึ่งแสดงแผนผังในรูปที่ 1:

รูปที่ 1 - ของไหลแบบนิวตันถูกตัดระหว่างแผ่นขนานสองแผ่น

รูปที่ 1: ของเหลวของนิวตันถูกตัดระหว่างแผ่นขนานสองแผ่น

เมื่อแรงลาก (ความเครียดเฉือน) เป็นสัดส่วนกับความเร็วของแผ่นเหล็กด้านล่าง (อัตราการเฉือน) ของเหลวจะถูกเรียกว่านิวตัน ความหนืดของมันนั้นแปรผันตามอัตราส่วนของแรงลากต่อความเร็ว ดังนั้นความหนืดจึงไม่ขึ้นกับความเร็วในการเฉือน แรงเฉือนจะเพิ่มขึ้นเพื่อให้ทันกับอัตราการเฉือน อัตราส่วนของความเค้นเฉือนต่ออัตราการเฉือนที่มากขึ้นความหนืดที่สูงขึ้น (เส้นตรงทั้งสองในรูปที่ 2 ด้านล่าง):

รูปที่ 2 - พฤติกรรมของของเหลวที่ทำให้ผอมบางแบบนิวตันและแบบเฉือน

รูปที่ 2: พฤติกรรมของของเหลวของนิวตันและเฉือนบาง ๆ

ของเหลวของนิวตันและนิวตัน

สำหรับ ของเหลวของนิวตันการเปลี่ยนแรงที่คุณใช้กับของไหลจะไม่เปลี่ยนความหนืด ความหนืดคงที่เมื่อแรงกระทำเปลี่ยนแปลง ใน ของเหลวของนิวตัน ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นเฉือนและอัตราการเฉือนเป็นแบบเส้นตรงผ่านจุดกำเนิดค่าคงที่ของสัดส่วนจะมีค่าสัมประสิทธิ์ความหนืด

ที่ไม่ใช่ของนิวตัน ของเหลวมีความหนืดที่เปลี่ยนไปตามปริมาณของแรงที่ใช้กับของเหลว ความหนืดจะเปลี่ยนแปลงตามแรงที่เกิดขึ้น ใน ของเหลวที่ไม่ใช่นิวตัน ความสัมพันธ์ระหว่างความเค้นเฉือนและอัตราเฉือนแตกต่างกันและยังขึ้นอยู่กับเวลาได้ (Time Dependent Viscosity) - ค่าสัมประสิทธิ์ความหนืดคงที่ไม่สามารถกำหนดได้สำหรับของเหลวที่ไม่ใช่นิวตันเนื่องจากเป็นไปได้สำหรับของเหลวนิวตัน

ในกรณีของของไหลที่ไม่ใช่นิวตัน, แนวคิดของความหนืดมักจะใช้ในกลศาสตร์ของไหลเพื่ออธิบายลักษณะเฉพาะของแรงเฉือนของของเหลวนั้นไม่เพียงพอ พวกเขาจะได้รับการศึกษาที่ดีที่สุดผ่านสมบัติ rheological อื่น ๆ ที่เกี่ยวข้องกับตัวดึงความเค้นและความเครียดในสภาวะการไหลที่แตกต่างกันซึ่งวัดโดยใช้อุปกรณ์หรือรีโอมิเตอร์

อ้างอิง - https://www.wikilectures.eu/w/Non-Newtonian_fluid (ภาพ - ใบอนุญาตครีเอทีฟคอมมอนส์)

พฤติกรรมที่ไม่ใช่นิวตันชนิดหนึ่งที่พบได้ทั่วไปในของเหลวหลายชนิดคือความหนืดที่วัดได้จะลดลงเมื่ออัตราการเฉือนของ viscometer เพิ่มขึ้น สิ่งนี้เรียกว่าพฤติกรรมการทำให้ผอมบางของแรงเฉือน อัตราส่วนของแรงเฉือนเฉือนบาง ๆ ต่อแรงเฉือนต่ออัตราการเฉือนเริ่มจากระดับสูง แต่มีขนาดเล็กลงเมื่ออัตราการเฉือนเพิ่มขึ้น ในรูปที่ 2 ด้านบนเส้นโค้งของความเค้นเฉือนของของเหลวที่รับแรงเฉือนกับเส้นโค้งของอัตราการเฉือนนั้นเริ่มขนานกับของเหลวที่มีความหนืดสูงและหมุนขนานกับของเหลวที่มีความหนืดต่ำ ของเหลวจะบางลงเร็วขึ้น

ของเหลวส่วนใหญ่มีความสัมพันธ์แบบไม่เป็นเชิงเส้นระหว่างแรงเฉือนและอัตราการเฉือน นั่นหมายความว่าความหนืดที่วัดได้นั้นขึ้นอยู่กับชนิดของเครื่องวัดความหนืดที่ใช้สำหรับการวัด SRV มีอัตราการเฉือนสูงกว่า Viscometers แบบหมุน, คาปิลลารี่และถ้วยไหล ดังนั้น SRV มักจะแสดงความหนืดที่แตกต่างอย่างมีนัยสำคัญมากกว่าเครื่องมือหมุนในห้องปฏิบัติการ

ย่อหน้าต่อไปนี้จะอธิบายการตรวจวัดของของเหลวทินเนอร์แรงเฉือนแบบทั่วไปและความหมายของการวัดแบบอินไลน์ด้วย Rheonics SRV

2. การวัดความหนืดของวัสดุตัดเฉือนแบบบาง

สารละลายผงซักฟอกเข้มข้นเช่นแชมพูน้ำยาล้างจานและน้ำยาปรับผ้านุ่มมักแสดงพฤติกรรมการทำให้ผอมบาง เมื่อเครื่องวัดความหนืดแบบหมุนเช่น Brookfield DV ถูกใช้เพื่อวัดความหนืดความหนืดที่ระบุจะลดลงเมื่อความเร็วรอบของแกนหมุนเพิ่มขึ้น แผนภูมิต่อไปนี้รูปที่ 3 แสดงพฤติกรรมการทำให้ผอมบางของแรงเฉือนนี้:

Brookfield-หมุน-viscometer3t
รูปที่ 3 - ความหนืดที่ระบุเทียบกับความเร็วแกนหมุนของ viscometer

รูปที่ 3 (a) เครื่องวัดความหนืดแบบหมุนทั่วไป - Brookfield DV3 (b) ระบุความหนืดกับความเร็วแกนของ viscometer สำหรับการทำให้ผ้าอ่อนลงบนเครื่องวัดความหนืดแบบหมุน

แม้ว่าอัตราการเฉือนไม่ได้กำหนดไว้อย่างชัดเจนสำหรับผู้มองหาส่วนใหญ่ แต่ก็สามารถแสดงให้เห็นได้ว่าอัตราการเฉือนของผู้ใช้ viscometers แบบสั่นได้เช่น Rheonics SRV นั้นสูงกว่าหนึ่งร้อยเท่าของแบบทั่วไป Brookfield, Fann หรือ viscometer แบบหมุนอื่น ๆ . นั่นหมายความว่า SRV ทำงานบนหางที่มีแรงเฉือนสูงของกราฟอัตราการเฉือน ความหนืดที่บ่งชี้นั้นต่ำกว่ากระบวนการวัดความหนืดแบบไม่สั่นไหวอื่น ๆ ส่วนใหญ่

เมื่อวัดด้วย Viscometer Rheonics SRV น้ำยาปรับผ้านุ่มจะให้ค่าความหนืด 9.7 cPs ค่าที่ต่ำกว่ามากสามารถตรวจสอบย้อนกลับไปที่ปรากฏการณ์เดียวกับที่เห็นในรูปที่ 1 การลดลงของความหนืดเมื่อความเร็วของแกนหมุนเพิ่มขึ้น วัสดุนี้มีการลดแรงเฉือนและอัตราการเฉือนของ SRV นั้นสูงกว่าคำสั่งสองเท่าของที่สามารถทำได้โดยใช้ viscometers แบบหมุนทั่วไป ดังนั้นจึงเป็นไปไม่ได้ที่จะได้รับการจับคู่ตัวเลขระหว่าง SRV และเครื่องวัดการหมุนเวียนแบบหมุนยกเว้นนิวตันอย่างเคร่งครัดนั่นคือของเหลวที่ไม่มีอัตราการเฉือน

สิ่งนี้หมายความว่าสำหรับการใช้งานที่ของเหลวขึ้นอยู่กับแรงเฉือนสูง? ขึ้นอยู่กับว่าจะใช้ SRV เป็นอย่างไร

รูปที่ 1. Inline Viscometer (ซ้าย) และติดตั้งในอะแดปเตอร์ flowline สำหรับการใช้งานแบบอินไลน์กำหนดค่า 1. Inline Viscometer (ซ้าย) และติดตั้งในอะแดปเตอร์แบบอินไลน์สำหรับแอปพลิเคชันแบบอินไลน์ สำหรับการใช้งานแบบอินไลน์

รูปที่ 4. เครื่องวัดความหนืดแบบอินไลน์ (ซ้าย) และติดตั้งในอะแดปเตอร์แบบไหลสำหรับการใช้งานแบบอินไลน์

การใช้งานทั่วไปอย่างหนึ่งสำหรับเครื่องวัดความหนืดแบบอินไลน์คือการตรวจสอบความหนืดของผลิตภัณฑ์เพื่อตรวจสอบว่าความหนืดคงที่ พารามิเตอร์ของกระบวนการนั้นอาจถูกปรับโดยผู้ควบคุมเครื่องเพื่อรักษาความหนืดภายในช่วงที่กำหนด ในกรณีดังกล่าวอาจเป็นไปได้ที่จะได้รับสูตรการแปลงที่ช่วยให้การอ่านค่า Rheonics SRV มีความสัมพันธ์กับการวัดในห้องปฏิบัติการด้วยเงื่อนไขการเฉือนที่กำหนดไว้

หรืออาจใช้ Rheonics SRV เป็นเซ็นเซอร์ในลูปควบคุมเพื่อปรับพารามิเตอร์กระบวนการอย่างน้อยหนึ่งพารามิเตอร์โดยอัตโนมัติเพื่อให้ความหนืดของผลิตภัณฑ์อยู่ในขอบเขตที่กำหนด แอปพลิเคชั่นทั่วไปอยู่ในเครื่องพิมพ์เฟล็กโซกราฟีหรือ rotogravure ซึ่ง Rheonics SRV ใช้เพื่อรักษาความหนืดของค่าคงที่ของหมึกพิมพ์

ในทั้งสองกรณีเมื่อของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตันสูงเช่นผลิตภัณฑ์สบู่และสารลดแรงตึงผิวกำลังถูกตรวจสอบหรือควบคุม SRV จะต้องทำงานในของเหลวที่ไหลผ่านเซ็นเซอร์ มันจะไม่ให้ค่าที่อ่านซ้ำได้หากแช่อยู่ในบีกเกอร์ของผลิตภัณฑ์ เมื่อใช้ในสายที่มีผลิตภัณฑ์ไหลมันจะให้การตอบสนองที่ชัดเจนและทำซ้ำการเปลี่ยนแปลงใด ๆ ในความหนืดของผลิตภัณฑ์

การตรวจสอบกระบวนการ

ตรวจสอบความหนืดของผลิตภัณฑ์เพื่อตรวจสอบว่าความหนืดยังคงอยู่

การควบคุมกระบวนการ

เซนเซอร์สามารถใช้ในลูปควบคุมเพื่อปรับพารามิเตอร์กระบวนการอย่างน้อยหนึ่งพารามิเตอร์โดยอัตโนมัติเพื่อรักษาความหนืดของผลิตภัณฑ์ให้อยู่ในระดับที่กำหนด

ตรวจสอบวัตถุดิบ

ทำการตรวจสอบคุณภาพเกี่ยวกับวัตถุดิบที่เข้ามา

สิ้นสุดการตรวจสอบผลิตภัณฑ์

มั่นใจในการปฏิบัติตามมาตรฐานของผลิตภัณฑ์ขั้นสุดท้ายอย่างสมบูรณ์ด้วยมาตรฐานที่กำหนด

หมายเหตุ: ระบบการไหล (ความสม่ำเสมอ) เป็นสิ่งสำคัญในการตรวจสอบที่เชื่อถือได้และแม่นยำในของเหลวในกระบวนการที่ไม่ใช่นิวตัน ไหลของไหลผ่านเซ็นเซอร์และตรวจสอบให้แน่ใจว่าระบบการไหลสม่ำเสมอโดยมีความเร็วของของไหลและหน้าตัดใกล้เคียงกันในระหว่างการวัดทั้งหมด

3. คำแนะนำสำหรับการทดสอบการบังคับใช้ของ Rheonics SRV กับการตรวจวัดด้วยของเหลวที่ไม่ใช่นิวตัน

เมื่อทำการประเมิน Rheonics SRV สำหรับการวัดแบบอินไลน์โดยเฉพาะจำเป็นต้องใช้ SRV ภายใต้เงื่อนไขกระบวนการจริง SRV จะต้องอยู่ในสายการผลิตที่ผลิตภัณฑ์ไหลและความหนืดและอุณหภูมิที่บันทึกไว้ในระหว่างการทำงานของสายการผลิต

จำเป็นอย่างยิ่งที่ SRV จะไม่ได้รับการประเมินตามการวัดแบบคงที่ การวาง SRV ไว้ในบีกเกอร์ของของเหลวที่อยู่กับที่จะไม่ให้การวัดที่สอดคล้องกับการวัดที่เกิดขึ้นในกระบวนการผลิตจริงกับอัตราการไหลตามปกติของการทำงานของกระบวนการนั้น

สำหรับการใช้งานที่ไม่มีความชัดเจนว่า Rheonics SRV จะให้การตรวจวัดที่มีประโยชน์หรือไม่โปรดติดต่อ Rheonics เพื่อเตรียมการทดลองใช้เซ็นเซอร์ SRV ตัวใดตัวหนึ่งในใบสมัครของคุณ

Sensor_Pipe_mounting

รูปที่ 5. การติดตั้ง SRV & SRD ในท่อ

ค้นหา