Seigjamælir er tæki sem mælir vökvaflæði og seigju vökva. Seigja vökva hefur áhrif á frammistöðu hans, hvort sem hann er dældur eða lagður, eða gegndreyptur og húðaður.
Þess vegna hentar seigjumæling fyrir margs konar efni, þar á meðal:
Olía
plasti
málningu
húðun
Lím
Eitthvað
malbik
Mæling á seigju og flæðiseiginleikum hentar einnig til framleiðslu á algengum neysluvörum eins og mat og drykkjum, tannkremi, snyrtivörum og sjampóum.
Hvað gerir seigjumælir?
Seigjamælar mæla seigju og flæðiseiginleika vökva og hafa margvísleg notkunarmein til að mæla þessa eiginleika mismunandi efna og efna.
Dæmi um þessar umsóknir eru:
Eftirlit með seigju sultu og síróps við framleiðslu matvæla til að tryggja samkvæmni í lotunni
Greina flæðieiginleika mjólkur við hönnun lagnakerfis fyrir mjólk
Mæling á flæðimynstri vélarolíu við mismunandi hitastig
Prófaðu seigju bleksprautuprentara bleksins.
Seigja er mikilvæg í smurningu véla. Ef það er of lágt verður of mikil snerting á milli innri íhluta og því slit. Ef það er of hátt neyðir það vélina til að vinna erfiðara til að sigrast á innra viðnám smurefnisins við flæði.
Hvað er seigja?
Seigja er mælikvarði á viðnám efnis gegn hreyfingu þegar krafti er beitt.
Til dæmis, ef þú kreistir túpu af tannkremi, hversu auðveldlega rennur innihaldið út úr enda túpunnar?
Það er til formúla til að mæla seigju:
Seigja=skurðálag/skurðhraði.
Þú tjáir niðurstöðu þessarar formúlu í centipoise (cP). Centipoise jafngildir 1 mPa s (milliPascal second).
Þetta á við um algera seigju. Fyrir hreyfiseigju er mælingin önnur eins og við munum útskýra síðar.
Skúfspenna er krafturinn á hverja flatarmálseiningu sem þarf til að færa eitt lag af vökva miðað við annað.
Skúfhraði er mælikvarði á hraðabreytingu á hreyfingu millilaganna miðað við hvert annað.
Fyrir marga vökva er streymið sem veldur flæði í réttu hlutfalli við klippispennuhraðann. Fyrir tiltekinn vökva er skurðálagið deilt með skurðhraðanum stöðugt við ákveðið hitastig.
Þessi fasti er kraftmikil eða alger seigja. En þú getur líka einfaldlega kallað það seigju efnisins.
Einföld leið til að hugsa um seigju er sem þykkt vökva, en þegar þú horfir á vökva með mismunandi þéttleika er skýrasta leiðin til að lýsa seigju viðnám gegn flæði.
Hvers vegna er mikilvægt að mæla seigju?
Vinnsluaðstæður efnis eru mikilvægar bæði við framleiðslu þess og við lokanotkun þess.
Seigja efnis er einnig gagnlegur óbeinn mælikvarði á eiginleika þess, svo sem mólmassa og þéttleika. Þessir efniseiginleikar hafa áhrif á flæðishegðun.
Mæling á seigju er mikilvægur hluti af gæðaeftirliti og samkvæmni lotunnar.
Mæling á seigju er einnig mikilvæg vegna þess að ekki allir vökvar hegða sér eins.
Í stórum dráttum eru tvær tegundir:
newton
Ekki Newton.
Newton vísar til lögmáls Newtons um seigju, sem er staðfest formúla til að mæla hana.
Í Newtons vökva helst seigja stöðug óháð breytingum á skurðhraða.
Dæmigerð dæmi um vökva frá Newton eru vatn og mótorolía.
Hins vegar, í vökva sem ekki eru Newton, sveiflast seigjan. Þessir vökvar innihalda eftirfarandi gerðir:
plasti
gerviþynningu
Gigtarfræði
tíkótrópískt
stækkun
Daglegt dæmi um vökva sem ekki er Newton er tómatsósa, sem verður þynnri þegar þú hristir flöskuna. Tómatmauk hefur skurðþynnandi eiginleika vegna þess að seigja þess minnkar eftir því sem klippiálagið eykst.
Hreyfifræði og alger seigja
Það eru tvær leiðir til að tjá seigju:
Hreyfifræði
alger
Hægt er að mæla kinematic seigju með því að fylgjast með viðnám vökva gegn flæði undir áhrifum þyngdaraflsins.
Þú getur mælt algera seigju með því að mæla viðnám gegn flæði undir utanaðkomandi og stýrðum kröftum.
Seigjuframsetningarnar tvær eru einnig mismunandi í mælingum sínum.
Hreyfiseigja er mæld í centistókum (CSt)
Alger seigja er mæld í centipoise (cP).
Hvaða gerðir af seigjumælum eru til?
Það eru tvær grundvallaraðferðir til að mæla seigju:
Annað hvort fer hlutur í gegnum kyrrstætt efni eða efni flæðir í gegnum eða í gegnum kyrrstæðan hlut.
Með hvorri aðferðinni er hægt að mæla viðnám gegn flæði með því að skrá tímann sem það tekur fyrir aðgerðina að eiga sér stað.
Það eru ýmsir seigjumælar sem nota aðra hvora af þessum tveimur aðferðum:
Háræða- eða glerseigjumælir
snúningsseigjumælir
Fallkúla og fallandi stimpla seigjumælar.
Seigjumælar mæla Newtons seigju.
Það eru líka til mælingar til að mæla seigju sem ekki er Newton, sem nota margar breytur fyrir mælingar sínar.
háræðaseigjumælir
Þú munt oft finna háræðaseigjumæla í rannsóknarstofum. Þetta er U-laga glerrör (annað nafn á því er u-rör seigjumælir).
Seigjumælingarferlið felur í sér að dýfa glerröri í hitastýrt bað, venjulega 40 eða 100 gráður.
Það er nákvæm tímalestur, mældur í sekúndum, á því hversu langan tíma það tekur fyrir fast magn af vökva að flæða innan U-rörsins á milli tveggja merktra punkta.
Þú getur náð þessu flæði í gegnum sog eða þyngdarafl.
Þegar þú hefur þessa mælingu geturðu margfaldað hana með fasta sem er sérstakur fyrir gerð pípunnar sem þú ert að nota og hún mun reikna út:
Kinematic seigja (ef notað er ásogsaðferð), eða
Alger seigja (ef þyngdarafl er notað.
snúningsseigjumælir
Þessi tegund af seigjumæli notar snúningsbúnað sem kallast snælda sem þú sekkur í vökvann sem þú ert að prófa.
Togið á snúningsás snældans mælir síðan viðnám vökvans gegn flæði.
Snúningsseigjamælir mælir algera seigju vökva.
Þetta notar rafsegulstýrðan snælda til að búa til snúning innan vökvans, sem útilokar núningsstuðul rafsnælda.
Fallkúla og fallandi stimpla seigjumælar
Þetta eru ekki algengar aðferðir til að mæla seigju. Í seigjamælisprófinu með fallkúlu og fallstimpla er kúlu eða stimpla látin falla í vökvann og þú mælir tímann á milli merktra punkta.
Hins vegar, til að gera þetta, verður þú að vita endanlegan hraða, stærð og þéttleika kúlu eða stimpla sem þú notar.
Rheometer
Rheology er rannsókn á flæði efnis, venjulega vökva, en á einnig við um sum fast efni. Skoðað er hvernig efni bregðast við í tengslum við flæði sem svar við beittum kröftum.
Tæknilega séð fellur seigja undir víðtækari tæknilega flokk gigtar.
Rheometers eru tilvalin til að mæla seigju vökva sem ekki eru frá Newton. Þeir virka svipað og seigjumælar en hafa fjölbreyttari notkunarmöguleika.
Þetta er vegna þess að vökvar sem ekki eru Newtons hafa flóknari rheological eiginleika en Newtons vökvar, breytir seigju þeirra þegar þú beitir krafti á þá.
Það eru fjórar gerðir af mælimælum:
háræðarör
kraftmikill snúningur
Tog
sveiflast
Háræða- og snúningsmælar eru svipaðir og samsvarandi seigjumælar.
Togmælar mæla togið á blöndunarskrúfu eða mótor, sem gefur til kynna hversu erfitt er að blanda sýnisefninu.
Sveiflumælar framkalla skútulaga aflögun í sýnisefnum, setja þau á milli tveggja platna og mæla snúningsáhrifin.
Helsti munurinn á rheometer og seigjumæli er sá að rheometers hafa tilhneigingu til að beita einhvers konar skurðkrafti á efnið sem þeir eru að prófa.
Hvernig undirbýrðu sýni fyrir mælingu?
Í bæði rheology og seigjumælingum hefur undirbúningur sýnis áhrif á mælingarniðurstöður.
Þetta á sérstaklega við þegar sýni eru mæld við lágan skurðhraða.
Mikilvægt er að hrista ekki eða hræra í sýninu fyrir mælingu þar sem það mun verða fyrir óskilgreindu skurðálagi á sýnið nema sýnið hafi set eða eitthvað annað losun. Í þessu tilviki verður að nota samræmdar aðferðir og verkfæri til að hræra eða hrista.
Notkunaraðferðin þín ætti einnig að vera í samræmi, eins og skeið eða spaða.
Notkun á pípettu eða sprautu hentar aðeins til notkunar með olíum, kvoða eða leysiefnum. Eins og með önnur efni geta þessar beitingaraðferðir aukið klippuálag og þar með dregið úr mælingum og skekkjuniðurstöðum.
Reyndu að ganga úr skugga um að engar loftbólur séu þar sem þær geta líkt eftir hegðun sem ekki er Newton og gefið rangar mælingar.
Sýnisrúmmálið sem þú notar verður að passa við mælingaraðferðina sem þú notar. Of mikið eða of lítið úrtak getur leitt til mæliskekkna.
Fylgdu leiðbeiningum um biðtíma. Undirbúningur leggur áherslu á sýnið og krefst batatímabils. Þegar mælikerfið er komið á sinn stað gæti þurft að endurnýja sýnisbygginguna áður en hægt er að gera nákvæmar mælingar.
Þú verður líka að gæta þess að koma í veg fyrir að sýnið þorni því það getur valdið því að mælingar þínar verða of háar.
Hvaða þættir hafa áhrif á seigjumælingar?
Þó ferlið við að mæla seigju vökva kann að virðast einfalt, þá eru nokkrir þættir sem þarf að hafa í huga ef þessar mælingar eiga að vera nákvæmar.
Hitastig er lykilatriði. Hlutverk hitastilltu baðs er að viðhalda nákvæmu hitastigi í gegnum ferlið. Þú ættir að geta stjórnað hitastigi baðsins í innan við 0.02 gráður frá æskilegu hitastigi (venjulega 40 eða 100 gráður).
Hitastýrt pottakerfi auðveldar þér að gera þetta.
Í háræðaseigjumæli verður þvermál U-laga glersins að vera nákvæmt fyrir nákvæma mælingu. Þess vegna eru þessi gleraugu oft framleidd með bórsílíkatgleri með litla þenslu. Þetta hjálpar til við að lágmarka villur og endurkvarða háræðaseigjumælinn árlega.
Einnig er mikilvægt að skola og þurrka vel á milli mælinga með því að nota leysi sem ekki er afgangsefni.
Viscometers eru mismunandi að stærð til að mæla mismunandi gerðir af seigju. Óháð stærð tækisins mælir hann með því að lágmarkstími sem seigjumælir ætti að taka mælingu sé 200 sekúndur. Þetta gerir vökva kleift að fara á milli merktra punkta.
Hvaða atvinnugreinar njóta góðs af seigjumælum og rheometers?
Viscometers og rheometers eru notaðir í ýmsum atvinnugreinum og geirum.
Þar á meðal eru:
Lyfjafræði, líftækni og klínískar rannsóknir
Petrochemicals og Petroleum
mataræði
Efnaiðnaður
Fegurð og snyrtivörur
sönnunarsöfnun
Umhverfisprófanir
Framleiðsla R&D.
Hér eru nokkur dæmi um notkun seigjumælinga í ýmsum atvinnugreinum.
Lím
Mæling á seigju er mikilvæg við framleiðslu á lími. Það fer eftir tegund líms og endanlegri notkun þess, það þarf að flæða á ákveðnum ákjósanlegum hraða.
Lím með lítilli seigju flæða frjálsari en háseigju lím. Hjá sumum er markmiðið að láta límið sitja betur á einum stað en hjá öðrum er markmiðið að dreifa því víðar.
mat
Í matvælaiðnaði hjálpar seigjumæling að hámarka framleiðsluhagkvæmni og tryggja hagkvæmni.
Þar sem vörur eru lagðar í leiðslu sem hluti af framleiðslu hefur seigja áhrif á hraða þessa flutnings og hversu langan tíma það tekur ýmsar matvörur að harðna eða þorna, eða hversu langan tíma það tekur að dreifa þeim í umbúðir.
Seigjan getur haft mikil áhrif á framleiðsluferli matvæla og er stór þáttur í áferð matvæla.
Ósamræmi milli lotu og lotu getur leitt til þess að vara uppfyllir ekki kröfur neytenda.
Olía
Seigja er mjög mikilvæg í olíum. Það mun ákvarða þéttingarvirkni olíunnar og neysluhlutfall hennar.
Olíuseigja hefur áhrif á hitauppstreymistengd hitastig legur, gírsett og strokka. Það mun hafa áhrif á skilvirkni vélarinnar og hversu hratt þær fara í gang og keyra við mismunandi hitastig.
Þú mælir hreyfiseigju olíu, sem gefur þér seigjuvísitölu hennar (VI). Olíur með hærra VI eru skilvirkari og dregur þannig úr eyðslu og dregur úr sliti í smurningu.
Annar þáttur sem mældur er í olíu er hæfni hennar til að standast klippingu við vatnsafnfræðilega smurningu.
Mikilvægt er að seigja olíunnar passi við hitaskilyrði, hraða og álag þeirra hluta sem hún smyr.
sérstakur
Í steypuiðnaði er plastseigjan og flæðispenna steypu mikilvæg fyrir vinnsluhæfni hennar og steypni.
Rheological eiginleikar steinsteypu ákvarða vélrænni gæði hennar, endingu og heildar gæði.
Til að tryggja sjálfbærni steyptra mannvirkja og notagildi steypunnar við byggingu þarf hún að hafa rétta seigju.
Snyrtivörur
Í fegurðar- og snyrtivöruiðnaðinum er mæling á seigju lykilatriði í gæðaeftirliti.
Til dæmis þarf varasalvi að hafa mikla seigju til að tryggja að hann festist rétt við húðina og verndi hana.
Líkamsúðar þurfa hins vegar lága seigju til að flæða frjálst og jafnt úr skömmtum þeirra.
Þar sem snyrtivörufyrirtæki lýsa vörum sem lúxus, eru þessar vörur líklegri til að þurfa meiri seigju til að styrkja þessa tilfinningu.
Þú getur notað háræðaseigjumæli til að prófa seigju margra olíu- og vatns-undirstaða snyrtivöruefnasambanda vegna þess að þau eru Newtons vökvar. En önnur efnasambönd munu hafa eiginleika sem ekki eru Newton og munu þurfa gigtarpróf.
Þess vegna er mikilvægt að velja réttan seigjumæli eða mæli miðað við umfang þarfa þinna.
Hvernig á að velja seigjumæli?
Eins og við höfum séð, hafa seigjumælar og rheometers margs konar notkunarmöguleika.
Hvaða þætti ber að hafa í huga þegar þú velur tæki til að mæla seigju?
Hvaða tegund af seigju þarftu að mæla, alger seigju, hreyfiseigju eða bæði?
Hvar munt þú framkvæma vinnu þína, í rannsóknarstofuumhverfi, á ferðinni eða annars staðar?
Hversu flókið eða breytilegt er efnið sem þú vilt mæla?
Almennt eru mælar fjölhæfari og dýrari en seigjumælar, en mælingar mæla ekki Newtons vökva.
Þegar það kemur að gerðum seigjumæla og rheometers, þá eru til margs konar tækjaflokkar, þar á meðal:
Færanlegur handheldur seigjumælir
Háræðaseigjumælir úr gleri
snúningsseigjumælir
Kúlulegur og loftlagsmælar.
