Pri meraní viskozity tekutín sa táto úloha stáva obzvlášť náročnou, keď sú viskozity extrémne nízke. Kvapaliny s nízkou viskozitou, ako sú niektoré rozpúšťadlá, ľahké oleje a niektoré farmaceutické roztoky, vyžadujú špecializované viskozimetre, ktoré dokážu presne zachytiť ich prietokové charakteristiky. Ako dodávateľ viskozimetrov sa dobre orientujem v rôznych typoch viskozimetrov dostupných na trhu a ich vhodnosti na meranie veľmi nízkych viskozít.
Typy viskozimetrov a ich vhodnosť
Kapilárne viskozimetre
Kapilárne viskozimetre sú jedným z najstarších a najpoužívanejších typov na meranie nízkych viskozít. Princíp kapilárnych viskozimetrov je založený na Poiseuillovom zákone, ktorý hovorí, že rýchlosť prietoku tekutiny cez kapiláru súvisí s jej viskozitou. Keď je kvapalina s nízkou viskozitou tlačená cez úzku kapiláru pri známom tlakovom rozdiele, čas, ktorý kvapalina potrebuje na prejdenie určitej vzdialenosti, možno použiť na výpočet jej viskozity.
Kapilárne viskozimetre sú vysoko presné pre tekutiny s nízkou viskozitou, pretože dokážu presne merať prietok týchto tekutín. Sú relatívne jednoduché v dizajne a prevádzke, s malým počtom pohyblivých častí. Majú však určité obmedzenia. Sú napríklad citlivé na zmeny teploty a akékoľvek kolísanie teploty môže výrazne ovplyvniť výsledky merania. Tiež nemusia byť vhodné pre tekutiny, ktoré obsahujú častice alebo nie sú nenewtonovské, pretože prítomnosť častíc môže zablokovať kapiláru a nenewtonské tekutiny sa neriadia jednoduchým prietokovým správaním, ktoré predpokladá Poiseuilleov zákon.
Rotačné viskozimetre
Laboratórny rotačný viskozimeterje ďalšou možnosťou merania nízkych viskóz. Rotačné viskozimetre pracujú tak, že otáčajú vreteno alebo bob v kvapaline a merajú krútiaci moment potrebný na udržanie rotácie. Pre kvapaliny s nízkou viskozitou sa môže použiť vreteno s malým priemerom alebo vysokorýchlostná rotácia.
Tieto viskozimetre ponúkajú niekoľko výhod. Dokážu merať široký rozsah viskozít, vrátane veľmi nízkych, nastavením veľkosti vretena a rýchlosti otáčania. V porovnaní s kapilárnymi viskozimetrami sú tiež menej ovplyvnené teplotou, pretože môžu byť vybavené plášťami s reguláciou teploty. Okrem toho dokážu lepšie manipulovať s nenewtonskými kvapalinami ako kapilárne viskozimetre, pretože môžu merať viskozitu pri rôznych šmykových rýchlostiach. Vo všeobecnosti sú však drahšie a zložitejšie na prevádzku ako kapilárne viskozimetre.
Falling - Guľové viskozimetre
Pádové - guľové viskozimetre fungujú na princípe Stokesovho zákona, ktorý popisuje pohyb gule padajúcej cez viskóznu tekutinu. Malá guľa spadne do tekutiny a meria sa čas, za ktorý guľa spadne do určitej vzdialenosti. Viskozita kvapaliny sa potom môže vypočítať na základe vlastností gule a kvapaliny.
Spádové guľové viskozimetre sú vhodné pre kvapaliny s nízkou viskozitou, najmä tie, ktoré sú priehľadné. Ich použitie je pomerne jednoduché a môžu poskytnúť presné výsledky. Vyžadujú však veľký objem vzorky a sú citlivé na prítomnosť vzduchových bublín v tekutine, čo môže ovplyvniť rýchlosť pádu gule.
Vibračné viskozimetre
Vibračné viskozimetre využívajú princíp vibračného prvku ponoreného do kvapaliny. Meria sa tlmenie vibrácií v dôsledku viskozity kvapaliny a toto tlmenie súvisí s viskozitou kvapaliny. Tieto viskozimetre sú veľmi vhodné na meranie nízkych viskozít, pretože dokážu odhaliť aj malé zmeny odporu kvapaliny voči vibračnému prvku.
Majú rýchlu odozvu a môžu poskytovať nepretržité merania viskozity. Sú tiež kompaktné a dajú sa ľahko integrovať do procesných systémov. Môžu však byť ovplyvnené hustotou kvapaliny a nemusia byť také presné ako iné typy viskozimetrov pre niektoré zložité systémy tekutín.
Naše ponuky viskozimetrov na meranie nízkej viskozity
Ako dodávateľ viskozimetrov ponúkame rad viskozimetrov, ktoré sú vhodné na meranie veľmi nízkych viskozít. nášDigitálny viskozimeterje najmodernejší prístroj, ktorý kombinuje výhody rotačnej viskozimetrie s digitálnou technológiou. Umožňuje presné ovládanie otáčok vretena a poskytuje presné údaje o viskozite. Vďaka užívateľsky prívetivému rozhraniu sa ľahko ovláda aj pre tých, ktorí majú obmedzené skúsenosti s meraním viskozity.
ThePrenosný digitálny elektrický viskozimeter viskozimeterje ďalšou vynikajúcou možnosťou na meranie nízkych viskóz. Je určený na merania na mieste a možno ho jednoducho prenášať na rôzne miesta. Napriek svojej prenosnosti nerobí kompromisy v presnosti. Je schopný merať široký rozsah nízkych viskozít a môže ukladať namerané údaje pre ďalšiu analýzu.
Úvahy pri výbere viskozimetra pre kvapaliny s nízkou viskozitou
Pri výbere viskozimetra na meranie veľmi nízkych viskozít je potrebné zvážiť niekoľko faktorov.
Požiadavky na presnosť
Úroveň presnosti potrebná na meranie viskozity je rozhodujúca. Ak sa vyžadujú vysoko presné merania, ako napríklad vo farmaceutickom priemysle alebo v odvetví špičkových technológií, môže byť potrebný pokročilejší viskozimeter, ako je digitálny rotačný viskozimeter. Na druhej strane, ak sú dostatočné približné merania, môže byť vhodný jednoduchší viskozimeter, ako je kapilárny viskozimeter.
Vlastnosti kvapaliny
Mali by sa vziať do úvahy vlastnosti meranej tekutiny, ako je jej newtonské alebo nenewtonské správanie, prítomnosť častíc a jej hustota. Nenewtonské kvapaliny vyžadujú viskozimetre, ktoré môžu merať viskozitu pri rôznych šmykových rýchlostiach, ako sú rotačné viskozimetre. Kvapaliny s časticami môžu upchať kapilárne viskozimetre, takže môžu byť vhodnejšie iné typy ako rotačné alebo vibračné viskozimetre.
Objem vzorky
Množstvo vzorky dostupnej na meranie je tiež dôležitým faktorom. Niektoré viskozimetre, ako napríklad viskozimetre s klesajúcou guľou, vyžadujú veľký objem vzorky, zatiaľ čo iné, ako napríklad vibračné viskozimetre, môžu pracovať s veľmi malými objemami vzoriek.
Regulácia teploty
Pretože viskozita je vysoko závislá od teploty, najmä pre kvapaliny s nízkou viskozitou, schopnosť kontrolovať teplotu počas merania je nevyhnutná. Viskozimetre so zabudovaným mechanizmom regulácie teploty, ako sú rotačné viskozimetre s plášťom s reguláciou teploty, sú preferované v aplikáciách, kde je teplotná stabilita kritická.
Záver
Na záver, existuje niekoľko viskozimetrov vhodných na meranie veľmi nízkych viskozít, pričom každý má svoje výhody a obmedzenia. Kapilárne viskozimetre sú jednoduché a presné pre newtonovské kvapaliny s nízkou viskozitou, zatiaľ čo rotačné viskozimetre ponúkajú väčšiu flexibilitu a dokážu pracovať s nenewtonskými kvapalinami. Falling – guľôčkové viskozimetre sa ľahko používajú, ale vyžadujú veľký objem vzorky a vibračné viskozimetre poskytujú rýchle a nepretržité merania.
Ako dodávateľ viskozimetrov chápeme jedinečné požiadavky na meranie nízkych viskozít a ponúkame rad viskozimetrov, ktoré tieto potreby spĺňajú. Či už potrebujete laboratórny prístroj na presný výskum alebo prenosné zariadenie na merania na mieste, máme pre vás to správne riešenie. Ak máte záujem dozvedieť sa viac o našich viskozimetroch alebo by ste chceli prediskutovať svoje špecifické požiadavky na meranie viskozity, neváhajte nás kontaktovať pre obstarávanie a ďalšie diskusie.
Referencie
- ASTM D445 - 19 Štandardná testovacia metóda pre kinematickú viskozitu priehľadných a nepriehľadných kvapalín (a výpočet dynamickej viskozity).
- ISO 3219:1993 Plasty -- Polyméry/živice v kvapalnom stave alebo ako emulzie alebo disperzie -- Stanovenie viskozity pomocou rotačného viskozimetra s definovanou rýchlosťou šmyku.
- Barnes, HA, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). Úvod do reológie. Elsevier.