Распыление — это процесс, используемый для дробления жидкости на мелкие капли, обычно осуществляемый путём её продавливания через сопло, иногда с помощью высокоскоростного или высокого давления газа. Известными примерами являются парфюмерные спреи, садовые шланги и аэрозольные дезодоранты. Вязкость играет решающую роль в процессе распыления, напрямую влияя на размер капель, форму распыла и расход. Встроенный контроль вязкости обеспечивает стабильную производительность и предотвращает неравномерное покрытие, засорение и износ оборудования.
Содержание
- Введение
- Rheonics Линейный вискозиметр SRV
- Значение вязкости при распылении
- Ключевые приложения
- Условия процесса и передовой опыт
Введение
В промышленных условиях распыление играет важную роль в приложениях, где размер капель, распределение и консистенция могут влиять на качество и производительность продукта. Отрасли, в которых используется этот процесс, включают пищевую и фармацевтическую промышленность (распылительная сушка), автомобильную и электронную промышленность (распылительное покрытие), сельское хозяйство (распыление пестицидов и удобрений) и производство (нанесение краски).
Обычно используется традиционный лабораторный отбор проб, но он дает случайные сведения, которые не позволяют фиксировать изменения в реальном времени. С другой стороны, встроенные измерения обеспечивают непрерывную и в реальном времени видимость процесса, что позволяет быстрее реагировать.
Rheonics Линейный вискозиметр SRV
Rheonics Датчик SRV измеряет широкий диапазон вязкости и температуры в режиме реального времени и подходит для установки в резервуарах для контроля процессов смешивания и в трубопроводах для непрерывного измерения текущей жидкости. Он особенно подходит для высокоскоростных процессов смешивания и не подвержен влиянию наличия пузырьков в жидкости или внешних вибраций.
Этот датчик откалиброван на заводе и не требует повторной калибровки в течение срока службы. Однако клиенты могут потребовать калибровку или проверку для приборов, используемых в их отрасли, в рамках контроля качества. При необходимости могут быть выполнены дополнительные повторные настройки или корректировки смещения для соответствия определенным эталонам. Для получения более подробной информации см. Калибровка вискозиметра SRV в полевых и заводских условиях.
Rheonics Технология датчиков основана на сбалансированном крутильном резонаторе (BTR). Эта запатентованная технология имеет значительное преимущество перед конкурентами, поскольку позволяет датчикам быть компактными, легкими и не подверженными внешним вибрациям.
SRV доступен в конфигурациях, совместимых с системами высокого давления, что делает его идеальным для установок предварительного распыления, где линии имеют небольшой диаметр и работают под высоким давлением.
Rheonics предлагает специализированные ячейки высокого давления и адаптеры. Например:
Гигиеническая проточная ячейка G1/2
Объекты:
- Резьбовое соединение G 1/2″
- Максимальное давление: 500 бар (7250 фунтов на кв. дюйм).
- Объем жидкости: 9 мл.
- Материал: Нержавеющая сталь 316L.
- Идеально подходит для небольших линий (DN5–DN25) или байпаса в более крупных трубопроводах.
- Гигиеническая конструкция, подходящая для безразборной мойки (CIP), требует O-ring герметизация.
- Рекомендуется устанавливать в соответствии с направлением потока (указано на поверхности), но можно и наоборот.
Ячейка потока высокого давления
Объекты:
- Резьбовое соединение датчика 3/4″ NPT, входные/выходные отверстия 9/16″-18 UNF.
- Максимальное давление: 690 бар (10,000 фунтов на кв. дюйм).
- Объем жидкости: 4.3 мл.
- Компактная конструкция для применения в условиях высокого давления и высоких температур.
- Разработаны для оптимального контакта жидкости в линиях малого диаметра или байпасах.
- Необходимы уплотнения из ПТФЭ и специальные впускные/выпускные адаптеры (не входят в комплект).
Проточная ячейка 3/4” NPT
Объекты:
- Соединения датчика и трубы 3/4″ – 14 NPT.
- Максимальное давление: 200 бар (2900 фунтов на кв. дюйм).
- Объем жидкости: 60 мл.
- Подходит для установки в линию или в обход на более крупных трубопроводах.
- Обеспечивает стабильный профиль потока вокруг чувствительного элемента SRV.
- Стандартная установка NPT, требуется уплотнение тефлоновой лентой
Эти принадлежности обеспечивают надежную установку и производительность в системах под давлением. Для получения дополнительных опций принадлежностей, пожалуйста, следуйте Rheonics Аксессуары для вискозиметра SRV.
Значение вязкости при распылении
На распыление и на то, насколько легко распыляется поток жидкости после выхода из отверстия, влияет множество факторов. Среди этих факторов — свойства жидкости: поверхностное натяжение, вязкость и плотность.
Вязкость измеряет сопротивление жидкости течению. По мере увеличения вязкости жидкость становится сложнее перекачивать, смешивать или транспортировать. Поэтому измерение вязкости становится ключевым аспектом в этом процессе.
Встроенный контроль вязкости перед распылителями позволяет контролировать образование капель в режиме реального времени, обеспечивая постоянство:
- Размер капли: Более высокая вязкость обычно приводит к более крупным размерам капель. Например, в покрытиях неправильные размеры капель приводят к неровным поверхностям, апельсиновой корке или наплывам. При сгорании размер капель влияет на топливную экономичность и выбросы.
- Угол и форма распыления: Изменения вязкости могут повлиять на угол и форму распыления, что приведет к неравномерному покрытию. Это имеет решающее значение для таких применений, как сельскохозяйственное распыление или промышленное покрытие.
- Расход и производительность сопла: Изменения вязкости могут повлиять на скорость потока через сопло. Высоковязкие жидкости могут потребовать большего давления и привести к засорению сопла, снижению эффективности и даже износу оборудования.
Измерение вязкости позволяет корректировать условия параметров распыления для получения повторяемых результатов.
Ключевые приложения
Ниже перечислены основные области применения, в которых применяется распыление, и причины, по которым контроль вязкости имеет важное значение:
Распылительная сушка (пищевая, фармацевтическая, химическая промышленность)
Вязкость напрямую влияет на формирование капель во время распылительной сушки, что, в свою очередь, влияет на кинетику сушки, распределение частиц по размерам, насыпную плотность, текучесть и растворимость получаемого порошка. Контроль вязкости перед соплом обеспечивает стабильное качество порошка, предотвращает его засорение и повышает энергоэффективность.
Применение покрытий (автомобильные, промышленные, функциональные покрытия)
Вязкость жидкости покрытия определяет размер капель, форму распыления, толщину пленки, выравнивание и окончательный внешний вид поверхности, исключая такие дефекты, как апельсиновая корка, потеки или наплывы. Встроенный контроль вязкости обеспечивает равномерную толщину, улучшает качество отделки, минимизирует отходы и предотвращает засорение форсунок.
Химическая обработка и реактивное распыление (системы SCR, очистка газа, полимеризация)
В таких процессах, как очистка дымовых газов, полимеризация распылением или каталитическое дозирование, распыление играет ключевую роль в массопереносе и эффективности реакции. Изменения вязкости могут привести к нарушению проникновения и равномерности распыления. Постоянный мониторинг помогает поддерживать эффективность реакции, избегать засорения и обеспечивать однородность продукта.
Распыление топлива (двигатели внутреннего сгорания, газовые турбины, горелки)
Вязкость топлива определяет качество распыления, которое в дальнейшем влияет на испарение, воздушно-топливную смесь, эффективность сгорания и уровень выбросов, таких как NOx (оксиды азота) и SO2 (диоксид серы). Встроенное измерение необходимо при работе с различными топливными смесями, такими как биотопливо или тяжелые масла, чтобы избежать коксования и обеспечить стабильное сгорание.
Опрыскивание сельскохозяйственных культур (пестициды, гербициды, удобрения)
Распределение размера капель при опрыскивании в сельском хозяйстве во многом зависит от вязкости жидкости, способности к сносу, проникновения в растительный покров и биологической активности. Мониторинг в режиме реального времени обеспечивает точное внесение, снижение побочных эффектов и корректировку рецептуры или изменение температуры.
Увлажнение и кондиционирование воздуха (промышленное, HVAC)
В системах HVAC и промышленных увлажнителях вязкость делает размер капель и скорость испарения зависимыми от нее, влияя на контроль влажности, потребление энергии и смачивание поверхности. Измерение в линии обеспечивает адекватный контроль влажности.
Покрытие медицинских изделий (стенты, катетеры)
Медицинские покрытия требуют очень равномерной толщины для эффективного высвобождения лекарственного средства и обеспечения функционального отклика. Вязкость — один из важных параметров, контролируемых при распылительном нанесении. Встроенный мониторинг обеспечивает постоянство, соответствует строгим стандартам валидации и снижает количество бракованных партий.
Аддитивное производство (струйная обработка связующего, струйная обработка материалов)
В технологиях 3D-печати, таких как струйная печать связующим веществом, вязкость влияет на форму капли, точность и взаимодействие с подложкой или слоем порошка, что, в свою очередь, влияет на разрешение и механическую прочность. Мониторинг в реальном времени повышает качество деталей, снижая количество бракованных партий.
Условия процесса и передовой опыт
Очищаемость зонда
Rheonics Вискозиметр SRV легко устанавливается в трубы или резервуары. Клиент должен настроить технологическое соединение зонда и длину в соответствии с требованиями для каждого применения. Длина зонда настраивается, что позволяет правильно погружать чувствительный элемент в жидкость. Хорошее погружение является ключом к точным измерениям данных и минимизации отложений на чувствительной области, если они могут возникнуть из-за состава жидкости.
Ограничение скорости потока
Rheonics Датчики, как правило, совместимы со скоростями потока до 10 м/с. Поскольку в линиях подачи распылителя скорости потока могут достигать таких высоких скоростей, чтобы предотвратить оседание, рекомендуется устанавливать зонд параллельно направлению потока в коленах, так как это может снизить механическое воздействие. Однако скорости в этом диапазоне все еще могут добавлять слишком много шума к показаниям. Для получения более подробной информации см. Rheonics Датчики типа SR для работы с высокими скоростями потока и вязкости.
Частицы в жидкости
Rheonics Датчики могут обрабатывать мягкие частицы микронного размера с минимальным влиянием на точность, а любой дополнительный шум сигнала может быть отфильтрован электроникой. Однако распылительные жидкости, которые часто включают более крупные частицы (миллиметрового масштаба или больше), могут вызывать нестабильность показаний и механическое повреждение датчика. Поэтому следует рассмотреть возможность предварительной проверки или установки вдали от этих частиц.
