Многие, если не большинство, жидкости проявляют неньютоновское поведение. Жидкость называется неньютоновской, когда ее измеренная вязкость зависит от скорости сдвига, с которой проводится измерение.

Вязкость определяется как отношение напряжения сдвига к скорости сдвига, когда жидкость подвергается равномерному сдвигу, схематически показанное на фиг. 1:

Когда сила сопротивления (напряжение сдвига) пропорциональна скорости нижней пластины (скорость сдвига), жидкость называется ньютоновской. Его вязкость пропорциональна отношению силы сопротивления к скорости. Следовательно, вязкость не зависит от того, насколько быстро она сдвигается; напряжение сдвига будет просто увеличиваться, чтобы идти в ногу со скоростью сдвига. Чем больше отношение напряжения сдвига к скорости сдвига, тем выше вязкость (две прямые линии на рис. 2 ниже):

Один вид неньютоновского поведения, который является общим для многих жидкостей, состоит в том, что измеренная вязкость уменьшается с увеличением скорости сдвига вискозиметра. Это называется поведением разжижения при сдвиге. Отношение разжижающей жидкости при сдвиговом усилии к скорости сдвига начинается с высокого уровня, но уменьшается с увеличением скорости сдвига. На рис. 2 выше кривая сдвигового напряжения разжижающей жидкости в зависимости от скорости сдвига начинается параллельно жидкости с высокой вязкостью и заканчивается параллельно жидкости с низкой вязкостью. Жидкость разжижается, чем быстрее она сдвигается.

Большинство жидкостей имеют нелинейную зависимость между напряжением сдвига и скоростью сдвига. Это означает, что измеренная вязкость зависит от типа вискозиметра, используемого для измерения. SRV имеет гораздо более высокую скорость сдвига, чем большинство вискозиметров с вращающейся, капиллярной и вытяжной чашками. Следовательно, SRV часто будет показывать существенно другую вязкость, чем лабораторный вращательный инструмент.

В следующих параграфах описываются измерения типичной жидкости, разжижающей сдвиг, а также последствия поточных измерений с помощью Rheonics СРВ.

Концентрированные растворы моющих средств, такие как шампуни, жидкости для мытья посуды и кондиционеры для белья, обычно разжижаются при сдвиге. Когда для измерения их вязкости используется ротационный вискозиметр, такой как Brookfield DV, показанная вязкость уменьшается по мере увеличения скорости вращения шпинделя. Следующие chart, рис. 3, иллюстрирует такое поведение при сдвиговом утонении:

Хотя скорость сдвига для большинства вискозиметров не определена четко, можно показать, что скорость сдвига вибрационных вискозиметров, таких как Rheonics SRV более чем в сто раз выше, чем у типичного ротационного вискозиметра Брукфилда, Фанна или другого ротационного вискозиметра. Это означает, что SRV работает на хвосте кривой скорости сдвига с высоким сдвигом. Вязкость, которую он показывает, значительно ниже, чем для большинства других методов измерения невибрационной вязкости.

При измерении с помощью Rheonics Вискозиметр SRV, кондиционер для белья дает указанную вязкость 9.7 сП. Гораздо более низкое значение связано с тем же явлением, которое видно на рис. 1, - уменьшением вязкости по мере увеличения скорости шпинделя. Материал утончается при сдвиге, и скорость сдвига SRV примерно на два порядка выше, чем достижимая с помощью типичных ротационных вискозиметров. Следовательно, невозможно получить численное соответствие между SRV и ротационными вискозиметрами, за исключением строго ньютоновских, то есть жидкостей, не зависящих от скорости сдвига.

Что это означает для применений, в которых жидкость сильно зависит от сдвига? Это сильно зависит от того, для чего будет использоваться SRV.

Одним из типичных применений встроенного вискозиметра является контроль вязкости продукта, чтобы убедиться, что его вязкость остается постоянной. Затем оператор может регулировать параметры процесса, чтобы поддерживать вязкость в заданном диапазоне. В этом случае возможно вывести формулу преобразования, позволяющую Rheonics Показания SRV должны быть сопоставлены с лабораторными измерениями при определенных условиях сдвига.

В качестве альтернативы Rheonics SRV можно использовать в качестве датчика в контуре управления для автоматической регулировки одного или нескольких параметров процесса, чтобы поддерживать вязкость продукта в заданных пределах. Типичным применением являются флексографские или ротогравюрные печатные машины, в которых Rheonics SRV используется для поддержания постоянной вязкости печатной краски.

В любом случае, когда сильно неньютоновские жидкости, такие как продукты, содержащие мыло и поверхностно-активные вещества, контролируются или контролируются, SRV должен работать в жидкости, которая течет мимо датчика. Он не даст воспроизводимых показаний, если его просто погрузить в стакан с продуктом. При использовании в линии, содержащей текучий продукт, он дает четкую и воспроизводимую реакцию на любые изменения вязкости продукта.

ПРИМЕЧАНИЕ: Режим потока (постоянство) важен для получения надежного и точного мониторинга.oring в неньютоновских технологических жидкостях. Пропускайте жидкость через датчик и обеспечивайте постоянный режим потока, обеспечивая одинаковую скорость жидкости и поперечное сечение во время всех измерений.

При оценке Rheonics Для конкретного линейного измерения важно, чтобы SRV работал в реальных условиях процесса. SRV должен быть помещен в технологическую линию, по которой течет продукт, а вязкость и температура должны регистрироваться во время работы технологической линии.

Абсолютно необходимо, чтобы SRV НЕ оценивался на основе статических измерений. Помещение SRV в стакан с неподвижной жидкостью обычно не дает измерений, которые согласуются с измерениями, проводимыми в фактической технологической линии, с расходами, типичными для работы этого процесса.

Для приложений, в которых неясно, Rheonics SRV предоставит полезные измерения, пожалуйста, свяжитесь с нами. Rheonics организовать испытание одного из датчиков SRV в вашем приложении.