تجهیزات اندازه گیری ویسکوزیته

این مقاله مقدمه و توضیحی از انواع مختلف دستگاه های اندازه گیری ویسکوزیته در عرصه، کارخانه و آزمایشگاه استفاده می شود و نحوه انتخاب آن ها برای استفاده فراهم می کند.

ویسکوزیته – مقاومت یک مایع در مقابل تنش برشی و کششی – اندازه گیری ضروری در تجزیه و تحلیل سیال است. ویسکوزیته را می توان به عنوان یک مقاومت یک مایع در برابر جریان شناخت، مایعات با چسبندگی بیشتر، مقاومت بیشتری نسبت به جریان دارند. شناخت نقش ویسکوزیته و اندازه گیری آن، کلید تجزیه و تحلیل بسیاری از شرایط مهندسی است. برای مثال، استفاده از مایعات روانکاری در موتور خودرو که در دماهای بالا چسبناک تر می شوند، میتواند فاجعه بار باشد. بنابراین گاهی اوقات مهم است که بتوانیم ویسکوزیته را اندازه گیری کنیم. مهندسان می توانند با استفاده از دستگاه های اندازه گیری ویسکوزیته، این کار را انجام دهند. رایج ترین دستگاه ها، ویسکومتر ها و رمومتر ها هستند. این مقاله تفاوت بین دو دستگاه و زمانی که هر یک از آنها استفاده می شود را توضیح می دهد.

ویسکومترها Viscometers

ویسکومتر ها برای اندازه گیری ویسکوزیته در اکثر شرایط استفاده می شوند. آنها برای مایعاتی کار می کنند که ویسکوزیته تحت شرایط مختلف جریان تغییر نمی کند؛ هنگامی که ویسکوزیته با شرایط جریان تغییر می کند، باید رمومتر ها استفاده شود. ویسکومترها معمولا با مقایسه یک شیء ثابت و یک جریان مایع و یا برعکس کار می کنند. از این رو، ویسکومتر می تواند در یک جریان سیال قرار گیرد یا از طریق یک مایع ثابت حرکت می کند. جریان باید یک عدد رینولدز  Reynolds در منطقه آرام به منظور ثبت مقادیر دقیق داشته باشد. اندازه گیری مقاومت با اندازه گیری مقاومت کششی در هنگام حرکت نسبی از طریق مایع انجام می شود. انواع مختلفی از ویسکومتر وجود دارد، برخی برای استفاده در آزمایشگاه ها و بقیه به عنوان ویسکومترهای قابل حمل تست کننده ها، استفاده می شود.

ویسکومترهای لوله U شکل U-Tube Viscometers

این ویسکومترها اغلب در تنظیمات آزمایشگاهی استفاده می شوند. کاربران می توانند ویسکوزیته دینامیکی را با اندازه گیری اینکه چه مدت طول می کشد مایع را بین دو نقطه یک مویرگی از شعاع شناخته می شود به دست آورند؛ لازم است چگالی مایع برای محاسبه ویسکوزیته در این روش بدانید.

 

ویسکومترهای سقوطی یا فالینگ بال Falling Sphere Viscometers

همانطور که از نامش بر می آید، این ویسکومترها برای اندازه گیری ویسکوزیته از یک کره در حال سقوط استفاده می کنند. زمان مورد نیاز برای کره در حال سقوط، که در آن چگالی و شعاع آن مشخص شده است، برای حرکت بین دو نشانه اندازه گیری می شود، و سپس کاربران می توانند ویسکوزیته را محاسبه کنند. این مدل معمولا در آزمایشگاه نیز استفاده می شود. قانون استوکس (Stokes’ law) اساس ویسکومتر های سقوطی را تشکیل می دهد.

ویسکومترهای پیستون در حال سقوط Falling Piston Viscometers

ویسکومترهای پیستون در حال سقوط مشابه ویسکومترهای کره در حال سقوط عمل می کنند، به جز اینکه آنها مقاومت به یک پیستون را که از طریق یک مایع  در حال حرکت اندازه گیری می کنند.  این دستگاه ها با طول عمر بالا و ساده برای کار هستند و نیاز به نگهداری کمی دارند. به همین دلیل، در صنعت بسیار محبوب هستند.

ویسکومترهای لوله U شکل U-Tube Viscometers

ویسکومترهای چرخشی Rotational Viscometers

ویسکومترهای چرخشی مقاومت مایعات به گشتاور را اندازه گیری می کنند. انواع مختلف ویسکومترهای چرخشی وجود دارد: ویسکومتر Stabinger در سال ۲۰۰۰ توسعه یافت، در حالی که ویسکومتر Stormer معمولا برای اندازه گیری چسبندگی رنگ ها استفاده می شود. ویسکومتر Stabinger از یک واحد اختصاصی،  (Krebs (KU استفاده می کند.

ویسکومترهای حبابی Bubble Viscometers

ویسکومترهای حبابی  زمان لازم برای افزایش حباب ها از طریق مایع را اندازه گیری می کنند. این ویسکومترها اغلب برای رزین یا لاک الکل ها استفاده می شوند. این ویسکومتر ها سریع و بسیار مفید برای اندازه گیری ویسکوزیته در این زمینه هستند. مدل هایی که از روش مقایسه الفبایی استفاده می کنند، ویسکوزیته را در زمانه هایی اندازه گیری می کنند که برابر با ۱ cm2s-1 است.

رمومترها Rheometers

ریمومترها برای مایعات غیر نیوتنی مفید هستند؛ یعنی سیالاتی که گرانروی آن با یک مقدار واحد مشخص نمی شود. نیروهای بزرگتر معمولا ویسکوزیته بزرگتری را در مایعات غیر نیوتنی ایجاد می کنند. چندین رمومتر تجاری در بازار وجود دارد. برای نیروهایی که کمتر از ۱۰ پاسکال هستند، CaBER ThermoFisher محبوب است. گروه کمبریج پلیمر FiSer می تواند برای مقادیر ۱ تا ۱۰۰۰ پاسکال استفاده شود، در حالی که Gottfert Rheotens برای مقادیر بالای ۱۰۰ پاسکال رتبه بندی می شود و ریمومتر Extension Stentate Xpansion Instruments برای بیش از ۱۰k پاسکال رتبه بندی می شود.

چرا ویسکوزیته  اندازه گیری می شود؟

مهندسان ممکن است مایل به اندازه گیری ویسکوزیته در هر کاربردی باشند که شامل جریان مایع، به ویژه در طراحی است. از آنجایی که ویسکوزیته می تواند به طور چشمگیری با دمای تغییر کند، مهم است که بدانیم چه اتفاقی برای روان کننده ها در فشار و دماهای بالا و یا دمای پایین رخ خواهد داد. عدم انجام این کار می تواند خطاهای طراحی را ایجاد کند. مهندسان در حال توسعه روانکارهای جدید یا سایر مایعات ممکن است مایل به اندازه گیری ویسکوزیته مایع در محیط آزمایشگاهی باشند.

مهندسان در این زمینه نیز ممکن است نیاز به اندازه گیری ویسکوزیته داشته باشند. آنها می توانند این کار را با هر یک از تعدادی از تسترهای ویسکوزیته قابل حمل یا با مدل های صنعتی بزرگتر انجام دهند. ویسکوزیته در بسیاری از کاربردهای تجاری مانند محصولات مصرفی مانند شامپو و ویسکومترها به طور گسترده در کنترل کیفیت استفاده می شوند.

 

 

پست های مشابه

خواص روان کننده برای گیربکس
انواع پمپ های جابجایی مثبت رفت و برگشتی : پمپ دیافراگمی
طبقه بندی و انواع پمپ های مایع یا هیدرولیکی
معرفی توربین های هیدرولیکی: توربین کاپلان (The Kaplan Turbine)

یک نظر ارسال کنید

error: Content is protected !!