粘度計は、液体の流れと粘度を測定するために使用される機器です。液体の粘度は、ポンプ、配管、浸漬、コーティング時の挙動に影響します。
したがって、粘度測定は、以下を含む幅広い材料に役立ちます。石油、プラスチック、塗料、コーティング、接着剤、ワックス
粘度と流動特性の測定は、食品、飲料、歯磨き粉、化粧品、シャンプーなどの一般的な消費財の製造にも役立ちます。
粘度計は、液体の粘度と流動特性を測定するために使用され、さまざまな物質や材料のこれらの特性を測定できる幅広い用途があります。
これらの用途の例を次に示します。
- 食品調味料の製造中にジャムやシロップの粘度を監視して、バッチ間の均一性を確保する
- 牛乳の配管システムを設計する際の流動特性の分析
- 異なる温度でのエンジンオイルの流動の測定
- インクジェットプリンターインクの粘度のテスト
粘度は機械の潤滑において重要です。粘度が低すぎると、内部部品間の接触が多すぎて摩耗が発生します。粘度が高すぎると、オイルはオイル自体の流動に対する内部抵抗を克服するために機械に余分な負荷をかけます。
粘度とは、力が発生したときに材料が動きに抵抗する度合いを測定したものです。
たとえば、歯磨き粉のチューブを絞ったときに、ペーストがチューブの端からどれだけ簡単に出てくるか?粘度を測定するための式があります。粘度 = せん断応力 / せん断速度。
この式の結果はセンチポアズ(cP)で表されます。1センチポアズは1ミリパスカル秒に相当します。これは絶対粘度の場合です。動粘度の場合、測定方法は異なります。これは後で詳しく説明します。せん断応力とは、流体の1つの層を別の層に対して移動させるために必要な単位面積あたりの力です。せん断速度とは、層が互いに移動するにつれてどれだけ速く変化するかを測定したものです。
多くの液体では、流れを引き起こす応力はせん断ひずみの変化率に比例します。特定の流体では、特定の温度で、せん断応力をせん断速度で割った値は一定です。この定数が動粘度または絶対粘度です。ただし、単に材料の粘度と呼ぶこともできます。粘度を単純に見る方法は、流体の厚さとして考えることですが、密度が異なる流体を見ると、粘度を説明する最も明確な方法は、流動に対する抵抗としてです。
材料の加工条件は、材料の製造と最終用途の両方にとって重要です。
材料の粘度は、分子量や密度などの特性の有用な間接測定でもあります。これらの材料特性は、流動特性に影響します。
粘度測定は、品質管理とバッチの一貫性において重要なタスクです。
粘度測定は、すべての流体が同じように振る舞うわけではないため、重要でもあります。
広義には、主に2つのタイプがあります。
- ニュートン流体と
- 非ニュートン流体。
ニュートン流体とは、粘度測定の公認の式であるニュートンの粘性法則を指します。ニュートン流体では、粘度は一定であり、せん断速度の変化によって変化しません。ニュートン流体の典型的な例は、水とエンジンオイルです。
しかし、非ニュートン流体では、粘度が変化します。これらの流体には、次のタイプが含まれます。
- プラスチック
- シュードプラスチック
- レオロジー増粘
- チクソトロピー
- ダイラタント
ケチャップは非ニュートン流体の一般的な例であり、ボトルを振ると薄くなります。ケチャップは、せん断応力が増加すると粘度が低下するため、せん断減粘性があります。動粘度と絶対粘度。粘度を表現するには2つの方法があります。
- 「動粘度」
- 「絶対粘度」
重力の作用下での流体の流動抵抗を見て、動粘度を測定します。外部の制御可能な力の作用下での液体の流動抵抗を測定して、絶対粘度を決定します。2つの粘度は測定方法も異なります。動粘度の単位はセンチストークス(CSt)です。絶対粘度の単位はセンチポアズ(cP)です。
粘度を測定するには、基本的に2つの方法があります。物体が静止した材料を通過するか、材料が静止した物体を通過して流れるかのいずれかです。どちらの方法でも、操作が発生するまでの時間を記録し、流動抵抗を測定します。
これらの2つの方法のいずれかを使用して、さまざまな種類の粘度計があります。
- 毛細管粘度計、またはガラス粘度計
- 回転粘度計
- 落下球粘度計および落下ピストン粘度計。
- 粘度計はニュートン粘度を測定します。
また、非ニュートン粘度を測定するためのレオメーターもあり、これらは複数のパラメータを使用してこれを行います。
見てきたように、粘度計とレオメーターには幅広い用途があります。
- 粘度を測定するための機器を選択する際に考慮すべき要因は何ですか?
- 絶対粘度、動粘度、またはその両方のいずれの粘度を測定する必要がありますか?
- どこで作業を行いますか?実験室、移動中、またはその他の場所ですか?
- 測定したい材料はどの程度複雑または多様になりますか?
一般的に、レオメーターは粘度計よりも汎用性が高く高価な機器ですが、レオメーターは非ニュートン流体を測定します。
粘度計とレオメーターの種類に関しては、さまざまな広範な機器カテゴリがあり、以下をカバーしています。
- ポータブル、ハンドヘルド粘度計
- ガラス毛細管粘度計
- 回転粘度計
- ボールベアリングおよびエアベアリングレオメーター。
粘度計は、食品から航空宇宙までの産業に影響を与える液体の流動抵抗を定量化するために不可欠です。粘度計(よりシンプルで費用対効果が高い)とレオメーター(高度で汎用性が高い)のどちらを選択するかは、流体の挙動と精度要件によって異なります。正確な測定には、温度制御と密度補正が不可欠です。



