Τι είναι το ιξωδόμετρο;

Σχετικά με το Ιξωδόμετρο

     Ένα ιξωδόμετρο είναι ένα όργανο που χρησιμοποιείται για τη μέτρηση της ροής και του ιξώδους ενός υγρού. Το ιξώδες ενός υγρού επηρεάζει τον τρόπο με τον οποίο συμπεριφέρεται κατά την άντληση, τη σωλήνωση, τη βύθιση και την επίστρωση.

     Η μέτρηση του ιξώδους είναι επομένως χρήσιμη για μια μεγάλη ποικιλία υλικών, όπως: Πετρέλαιο 、 Πλαστικά 、 Χρώματα 、 Επιστρώσεις 、 Συγκολλητικά 、 Κεριά

     Η μέτρηση του ιξώδους και των ιδιοτήτων ροής είναι επίσης χρήσιμη στην παραγωγή κοινών καταναλωτικών προϊόντων όπως τρόφιμα, ποτά, οδοντόκρεμα, καλλυντικά και σαμπουάν.

Τι κάνει ένα ιξωδόμετρο;

     Τα ιξωδόμετρα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση του ιξώδους και των χαρακτηριστικών ροής των υγρών και έχουν ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών όπου μπορούν να μετρήσουν αυτά τα χαρακτηριστικά σε διαφορετικές ουσίες και υλικά.

Παραδείγματα αυτών των εφαρμογών περιλαμβάνουν:

*Παρακολούθηση του ιξώδους μαρμελάδων και σιροπιών κατά την παραγωγή καρυκευμάτων τροφίμων για τη διασφάλιση της συνέπειας μεταξύ των παρτίδων

*Ανάλυση των χαρακτηριστικών ροής κατά το σχεδιασμό συστημάτων σωληνώσεων για γάλα

*Μέτρηση της ροής του λιπαντικού κινητήρα σε διαφορετικές θερμοκρασίες

*Δοκιμή του ιξώδους των μελανιών εκτυπωτών inkjet

Το ιξώδες είναι σημαντικό στη λίπανση των μηχανών. Εάν το ιξώδες είναι πολύ χαμηλό, θα υπάρχει υπερβολική επαφή μεταξύ των εσωτερικών εξαρτημάτων, προκαλώντας φθορά. Εάν το ιξώδες είναι πολύ υψηλό, το λάδι θα αναγκάσει τη μηχανή να εργαστεί σκληρότερα για να ξεπεράσει την εσωτερική αντίσταση του ίδιου του λαδιού στη ροή.

Τι είναι το ιξώδες;

     Το ιξώδες είναι ένα μέτρο του πόσο καλά ένα υλικό αντιστέκεται στην κίνηση όταν εφαρμόζεται μια δύναμη σε αυτό.

     Για παράδειγμα, εάν πιέσετε ένα σωληνάριο οδοντόκρεμας, πόσο εύκολα βγαίνει η πάστα από το άκρο του σωληναρίου; Υπάρχει ένας τύπος για τη μέτρηση του ιξώδους: Ιξώδες = Διατμητική τάση / Διατμητική ταχύτητα.

     Θα εκφράσετε το αποτέλεσμα αυτού του τύπου σε centipoise (cP). Ένα centipoise είναι ισοδύναμο με 1 millipascal second. Αυτό είναι για απόλυτο ιξώδες. Για κινηματικό ιξώδες, η μέτρηση είναι διαφορετική, την οποία θα εξηγήσουμε λεπτομερέστερα αργότερα. Η διατμητική τάση είναι η δύναμη ανά μονάδα επιφάνειας που απαιτείται για τη μετακίνηση ενός στρώματος υγρού σε σχέση με ένα άλλο. Η διατμητική ταχύτητα είναι ένα μέτρο του πόσο γρήγορα αλλάζουν τα στρώματα καθώς κινούνται σε σχέση μεταξύ τους.

Για πολλά υγρά, η τάση που προκαλεί τη ροή είναι ανάλογη με τον ρυθμό μεταβολής της διατμητικής παραμόρφωσης. Για ένα συγκεκριμένο υγρό, σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία, η τιμή της διατμητικής τάσης διαιρούμενη με τη διατμητική ταχύτητα είναι σταθερή. Αυτή η σταθερά είναι το δυναμικό ιξώδες ή το απόλυτο ιξώδες. Αλλά μπορείτε επίσης απλά να το ονομάσετε ιξώδες ενός υλικού. Ένας απλός τρόπος για να δούμε το ιξώδες είναι να το σκεφτούμε ως το πάχος ενός υγρού, αλλά όταν κοιτάτε υγρά διαφορετικών πυκνοτήτων, ο πιο σαφής τρόπος για να περιγράψετε το ιξώδες είναι ως αντίσταση στη ροή.

Γιατί είναι τόσο σημαντική η μέτρηση του ιξώδους;

      Οι συνθήκες επεξεργασίας ενός υλικού είναι κρίσιμες τόσο στην παραγωγή του υλικού όσο και στην τελική του χρήση.

Το ιξώδες ενός υλικού είναι επίσης ένα χρήσιμο έμμεσο μέτρο των ιδιοτήτων του, όπως το μοριακό βάρος και η πυκνότητα. Αυτές οι ιδιότητες του υλικού επηρεάζουν τα χαρακτηριστικά ροής του.

      Η μέτρηση του ιξώδους είναι ένα σημαντικό καθήκον στον ποιοτικό έλεγχο και τη συνέπεια της παρτίδας.

      Η μέτρηση του ιξώδους είναι επίσης σημαντική επειδή δεν συμπεριφέρονται όλα τα υγρά με τον ίδιο τρόπο.

      Γενικά, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι:

*Νευτώνεια, και

*Μη-Νευτώνεια.

      Το Νευτώνειο αναφέρεται στον νόμο του Νεύτωνα για το ιξώδες, ο οποίος είναι ο αποδεκτός τύπος για τη μέτρηση του ιξώδους.   Σε ένα Νευτώνειο υγρό, το ιξώδες είναι σταθερό και δεν αλλάζει με τις αλλαγές στη διατμητική ταχύτητα. Τυπικά παραδείγματα Νευτώνειων υγρών είναι το νερό και το λιπαντικό κινητήρα.

      Ωστόσο, σε ένα μη-Νευτώνειο υγρό, το ιξώδες αλλάζει. Αυτά τα υγρά περιλαμβάνουν τους ακόλουθους τύπους:

1. Πλαστικά

2. Ψευδοπλαστικά

3. Ρεολογική πάχυνση

4. Θιξοτροπία

5. Διατατικό

      Ένα κοινό παράδειγμα ενός μη-Νευτώνειου υγρού είναι το κέτσαπ, το οποίο γίνεται λεπτότερο όταν κουνάτε το μπουκάλι. Το κέτσαπ είναι διατμητικό-λεπτό γιατί το ιξώδες του μειώνεται καθώς αυξάνεται η διατμητική τάση. Κινηματικό και Απόλυτο Ιξώδες. Υπάρχουν δύο τρόποι για να εκφράσετε το ιξώδες:

*“Κινηματικό”

*“Απόλυτο”

      Μετράτε το δυναμικό ιξώδες ενός υγρού εξετάζοντας την αντίστασή του στη ροή υπό την επίδραση της βαρύτητας. Προσδιορίζετε το απόλυτο ιξώδες του μετρώντας την αντίσταση ενός υγρού στη ροή υπό την επίδραση μιας εξωτερικής, ελεγχόμενης δύναμης. Τα δύο ιξώδη μετρώνται επίσης διαφορετικά. Η μονάδα για το κινηματικό ιξώδες είναι centistokes (CSt). Η μονάδα για το απόλυτο ιξώδες είναι centipoise (cP).

Τι είδους ιξωδόμετρα υπάρχουν;

      Υπάρχουν δύο βασικές μέθοδοι για τη μέτρηση του ιξώδους: Είτε ένα αντικείμενο περνά μέσα από ένα σταθερό υλικό, είτε το υλικό ρέει μέσα ή δίπλα σε ένα σταθερό αντικείμενο. Με οποιαδήποτε μέθοδο, καταγράφετε το χρόνο που χρειάζεται για να συμβεί η λειτουργία, η οποία μετρά την αντίσταση στη ροή.

Χρησιμοποιώντας οποιαδήποτε από αυτές τις δύο μεθόδους, υπάρχουν διάφορα είδη ιξωδομέτρων:

*Τριχοειδές, ή γυάλινο, ιξωδόμετρο

*Περιστροφικό ιξωδόμετρο

*Ιξωδόμετρο πτώσης σφαίρας και πτώσης εμβόλου.

*Τα ιξωδόμετρα μετρούν το Νευτώνειο ιξώδες.

      Υπάρχουν επίσης ρεόμετρα για τη μέτρηση του μη-Νευτώνειου ιξώδους, και τα οποία το κάνουν αυτό χρησιμοποιώντας πολλαπλές παραμέτρους.

Πώς επιλέγετε ένα ιξωδόμετρο;

      Όπως έχουμε δει, υπάρχει ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών για ιξωδόμετρα και ρεόμετρα.

*Τι παράγοντες πρέπει να λάβετε υπόψη κατά την επιλογή ενός οργάνου για τη μέτρηση του ιξώδους;

*Τι τύπο ιξώδους θα χρειαστεί να μετρήσετε, απόλυτο, κινηματικό ή και τα δύο;

*Πού θα διεξάγετε την εργασία σας, σε εργαστηριακό περιβάλλον, εν κινήσει ή αλλού;

*Πόσο σύνθετα ή ποικίλα θα είναι τα υλικά που θέλετε να μετρήσετε;

      Γενικά, τα ρεόμετρα είναι πιο ευέλικτα και πιο ακριβά όργανα από τα ιξωδόμετρα, αλλά τα ρεόμετρα θα μετρήσουν μη-Νευτώνεια υγρά.

      Όσον αφορά τους τύπους ιξωδομέτρων και ρεόμετρων, υπάρχουν διάφορες ευρείες κατηγορίες οργάνων, που καλύπτουν:

*Φορητά, φορητά ιξωδόμετρα

*Γυάλινα τριχοειδή ιξωδόμετρα

*Περιστροφικά ιξωδόμετρα

*Ρεόμετρα με ρουλεμάν και ρουλεμάν αέρα.

Συμπέρασμα

       Τα ιξωδόμετρα είναι απαραίτητα για την ποσοτικοποίηση της αντίστασης ροής σε υγρά, επηρεάζοντας βιομηχανίες από τα τρόφιμα έως την αεροδιαστημική. Η επιλογή μεταξύ ιξωδομέτρων (απλούστερα, οικονομικά αποδοτικά) και ρεόμετρων (προηγμένα, ευέλικτα) εξαρτάται από τη συμπεριφορά του υγρού και τις ανάγκες ακρίβειας. Ο έλεγχος της θερμοκρασίας και οι διορθώσεις πυκνότητας είναι κρίσιμες για ακριβείς μετρήσεις.