Waarom reologiemetingen uitvoeren?

Iedereen die reologisch begint te leren denken, moet zich eerst de volgende vraag stellen: Waarom meten viscositeit?

Het antwoord op deze vraag ligt in de ervaring van duizenden mensen die dergelijke metingen hebben gedaan, en laten zien hoe nuttig voorkennis van het gedrag van materialen, of van de effecten van veranderingen in fabricageprocessen, veranderingen in formulering nuttig kan zijn. , verouderingsverschijnselen, etc. Het gebied dat metingen van reologische eigenschappen het vaakst rechtvaardigt, is het gebied van kwaliteitscontrole, waar grondstoffen partij na partij identiek moeten zijn. Doorgaans is het vloeigedrag een indirecte maat voor de kwaliteit en conformiteit van een product. Een andere reden die de stromingsgedragstudies rechtvaardigt, is dat ze het mogelijk maken om de haalbaarheid van de productieprocessen te rechtvaardigen. Een hoogviskeuze vloeistof heeft bijvoorbeeld meer energie nodig om verpompt te worden dan een minder viskeus product. Kennis van reologische eigenschappen is dus nuttig voor het definiëren van pomp- en leidingsystemen. Het is aangetoond dat reologie de meest gevoelige methode is om materialen te karakteriseren, omdat het vloeigedrag zeer direct verband houdt met fysische eigenschappen zoals molecuulgewicht en molecuulgewichtsverdeling. Deze relaties zijn bijvoorbeeld nuttig voor moleculaire syntheses omdat ze zichtbare relatieve verschillen mogelijk maken zonder dat moleculaire massametingen hoeven te worden uitgevoerd. Reologische metingen zijn ook nuttig om het verloop van een chemische reactie te volgen. Dergelijke metingen kunnen worden uitgevoerd als kwaliteitstest tijdens de productie of om de voortgang van het proces te traceren, af te bakenen en te controleren. Reologische metingen maken het mogelijk om chemische, mechanische en thermische behandelingen te bestuderen, de invloed van additieven te bestuderen of de ontwikkeling van een kookreactie te volgen. Ze zijn ook het middel om een hoeveelheid materiaaleigenschappen, het gedrag en de prestaties ervan in de eindtoestand te voorspellen of te controleren.

Denk reo-logisch na

Overweeg om te beginnen de vraag: is het mogelijk om reologische gegevens te correleren met een parameter van het productieproces of een aspect van productgedrag?

Om dit te bepalen, moet je een bepaald 'instinct' ontwikkelen om de fysische en chemische verschijnselen die de reologische respons beïnvloeden te begrijpen. Bedenk voor dit moment dat deze informatie bekend is en dat er verschillende mogelijkheden zijn geïdentificeerd. De volgende stap is het verzamelen van voorlopige reologische gegevens om te bepalen welk type stromingsgedrag kenmerkend is voor het bestudeerde fenomeen. Op het meest basale niveau houdt dit in dat metingen worden verricht met elke beschikbare Brookfield-viscositeitsmeter en enkele conclusies worden getrokken op basis van de beschrijving van de verschillende soorten reologisch gedrag beschreven in hoofdstuk 4. Zodra het soort gedrag bij de stroom is geïdentificeerd, is het mogelijk om beter te begrijpen hoe de componenten van het systeem op elkaar inwerken (meer informatie over wat de reologische eigenschappen beïnvloedt, is te vinden in paragraaf 4.7). De aldus verkregen gegevens kunnen vervolgens worden vergeleken met een van de wiskundige modellen die met succes zijn gebruikt met de Brookfield-apparaten. De meeste van deze modellen worden gepresenteerd in Hoofdstuk 5. Deze wiskundige modellen worden geclassificeerd van de eenvoudigste tot de meest complexe. Sommige hebben betrekking op het eenvoudig tekenen van curven op ruitjespapier, andere omvatten het berekenen van een verhouding tussen twee getallen. Sommige zijn behoorlijk geavanceerd en vereisen het gebruik van een programmeerbare rekenmachine of een computer. Dit soort analyses is de beste manier om de meeste informatie uit uw metingen te halen en resulteert vaak uit deze analyses met een of twee "constanten" die de metingen samenvatten en kunnen worden gebruikt om de prestaties van het product of het proces te kwantificeren. . Zodra er een verband wordt gevonden tussen de reologische gegevens en het gedrag van het product, kan de procedure worden omgekeerd en kunnen de reologische gegevens worden gebruikt om de prestatie en het gedrag van het product te voorspellen.

Drie stromingen over viscositeitsmetingen

In onze ervaring zijn er drie stromingen met betrekking tot het gebruik van viscositeitsmeters in reologische toepassingen. We presenteren ze hier en nodigen u uit om degene te kiezen die bij u past, waarbij we in gedachten houden dat geen van de drie de beste is en dat elk zijn eigen voordelen heeft.

De pragmatische school

De eerste denkrichting is de meest praktische. Mensen die deze school bezoeken, zijn alleen geïnteresseerd in het feit dat de Brookfield viscositeitsmeter cijfers genereert die nuttige informatie geven over het product of proces. Deze mensen hebben weinig oog voor reologische theorieën en meetparameters uitgedrukt in absolute termen. Typische toepassingen in deze categorie zijn kwaliteitscontrole of productiecontroletoepassingen.

De theoretische school

De tweede denkrichting betreft een meer theoretische benadering. Degenen die zich aan deze school houden, weten dat sommige modellen van Brookfield-viscositeitsmeters niet rechtstreeks absolute viscositeitsmetingen zullen produceren bij afschuifsnelheden die zijn vastgesteld voor niet-Newtoniaanse producten. Ze zijn echter van mening dat het mogelijk is om correlaties te vinden tussen de schijnbare viscositeiten (cijfer aangegeven door de wijzerplaat van de viscositeitsmeter) en belangrijke parameters met betrekking tot hun productie of hun proces. De meeste gebruikers volgen deze denkrichting. Toepassingsreologiedocumentaties wemelen van opmerkingen als "Ik weet dat de gegevens niet absoluut en formeel gedefinieerd zijn, maar met deze gegevens in gedachten verwerk ik de reologie-informatie zoals ze wordt gemeten". In de meeste gevallen levert dit zeer bevredigende resultaten op en elimineert het de noodzaak om zeer geavanceerde en buitengewoon dure reologieapparatuur aan te schaffen.

Academische school

De derde denkrichting is nogal academisch van aard. Voorstanders van deze school eisen dat alle meetparameters, met name de afschuifsnelheid en spanning, bekend en goed gedefinieerd zijn. Ze hebben apparatuur nodig met goed gedefinieerde geometrieën, zoals kegel- / vlakgeometrie of coaxiale geometrie. De apparatuur in het Brookfield-assortiment die aan deze criteria voldoet, zijn de Wells-Brookfield-kegel- / vlakviscometers, CAP-viscositeitsmeters, ULA, SSA, DIN, SAA-spiraalveeradapters, thermoselsysteem, R / S, R / S-CPS-reometers en PVS. Met deze apparatuur wordt de afschuifsnelheid bepaald en worden zo direct nauwkeurige metingen van de absolute viscositeit verkregen. Hier is dus onze kijk op de drie stromingen met betrekking tot viscositeitsmetingen. U zult moeten denken in termen die overeenkomen met een van deze scholen volgens uw kennis, benaderingen, doelen en volgens het materiaal dat u in uw bezit heeft. Gebruikers van Brookfield viscometer vallen allemaal in een van deze 3 categorieën.