Ako poskytovateľ kinematických viskozimetrov som sa ponoril hlboko do nuancií toho, ako kalibračné kvapaliny ovplyvňujú proces kalibrácie. V tomto blogu preskúmam, ako viskozita kalibračnej kvapaliny ovplyvňuje kalibráciu kinematického viskozimetra.
Pochopenie kinematických viskozimetrov a kalibrácie
Kinematické viskozimetre sú presné prístroje používané na meranie kinematickej viskozity tekutín. Kinematická viskozita je definovaná ako pomer dynamickej viskozity k hustote kvapaliny a je kľúčovou vlastnosťou v rôznych priemyselných odvetviach, ako je ropný, chemický a potravinársky priemysel.
Kalibrácia je základným procesom na zabezpečenie presnosti a spoľahlivosti kinematických viskozimetrov. Zahŕňa porovnanie meraní prístroja so známym štandardom, ktorým je typicky kalibračná kvapalina s dobre definovanou viskozitou. Presnosť kalibrácie priamo ovplyvňuje kvalitu meraní viskozity získaných z viskozimetra.
Úloha viskozity kalibračnej kvapaliny
Viskozita kalibračnej kvapaliny je kľúčovým faktorom v procese kalibrácie. Rôzne viskozimetre sú navrhnuté tak, aby pracovali v špecifických rozsahoch viskozity a výber vhodnej kalibračnej kvapaliny je nevyhnutný pre presnú kalibráciu.
Zodpovedajúce rozsahu viskozity
Každý kinematický viskozimeter má optimálny rozsah viskozity pre presné meranie. Ak je viskozita kalibračnej kvapaliny príliš nízka, kvapalina môže pretekať cez viskozimeter príliš rýchlo. To môže viesť k nepresnému časovaniu toku, pretože meranie času môže byť ovplyvnené obmedzeniami časovacieho zariadenia. Napríklad v kapilárnom viskozimetri môže tekutina s veľmi nízkou viskozitou spôsobiť, že sa meniskus bude pohybovať tak rýchlo, že časovacie zariadenie nedokáže presne zaznamenať čas prietoku.
Naopak, ak je viskozita kalibračnej kvapaliny príliš vysoká, kvapalina môže prúdiť príliš pomaly. To môže viesť k dlhým časom merania, čo môže byť v laboratórnom prostredí nepraktické. Okrem toho môžu byť kvapaliny s vysokou viskozitou náchylnejšie na nenewtonovské správanie, kde sa viskozita mení so šmykovou rýchlosťou. Toto nenewtonovské správanie môže spôsobiť chyby v kalibračnom procese, pretože viskozimeter je typicky kalibrovaný za predpokladu newtonovského správania tekutiny.
Vplyv na charakteristiky toku
Viskozita kalibračnej kvapaliny tiež ovplyvňuje prietokové charakteristiky vo viskozimetri. V kapilárnom viskozimetri Hagen - Poiseuilleova rovnica popisuje vzťah medzi prietokom, rozdielom tlaku a viskozitou tekutiny. Zmena viskozity kalibračnej kvapaliny zmení prietok a pokles tlaku cez kapiláru.
Pre laminárne prúdenie v kapiláre je prietok priamo úmerný tlakovému rozdielu a nepriamo úmerný viskozite. Pri kalibrácii viskozimetra by mala mať kalibračná kvapalina viskozitu, ktorá umožňuje stabilný a reprodukovateľný prietok. Ak nie je viskozita správne prispôsobená, prúdenie môže byť turbulentné, čo môže viesť k nepresným meraniam viskozity. Turbulentné prúdenie prináša ďalšie faktory, ako sú víry a kolísanie prúdenia, ktoré nie sú zohľadnené v štandardných kalibračných rovniciach.
Kalibračné postupy a viskozita
Kalibračný postup pre kinematický viskozimeter typicky zahŕňa meranie času prietoku kalibračnej tekutiny cez viskozimeter pri špecifickej teplote. Kinematická viskozita sa potom vypočíta pomocou doby prietoku a konštanty viskozimetra.
Závislosť od teploty
Viskozita je vysoko závislá od teploty. Väčšina kalibračných kvapalín má dobre definovaný vzťah medzi teplotou a viskozitou. Počas kalibrácie je dôležité udržiavať konštantnú teplotu, aby sa zabezpečili presné výsledky. Kalibračná kvapalina by mala byť pred meraním privedená na špecifikovanú teplotu a viskozimeter by mal byť tepelne ekvilibrovaný.
Ak teplota nie je správne kontrolovaná, zmení sa viskozita kalibračnej kvapaliny, čo vedie k nepresnej kalibrácii. Napríklad zvýšenie teploty vo všeobecnosti spôsobí zníženie viskozity. Ak je teplota počas kalibrácie vyššia ako špecifikovaná teplota, nameraný čas prietoku bude kratší a vypočítaná viskozita bude nižšia ako skutočná hodnota.
Viacero kalibračných bodov
Na zabezpečenie presnosti viskozimetra v širokom rozsahu viskozít sa často používajú viaceré kalibračné body. To zahŕňa použitie kalibračných kvapalín s rôznymi viskozitami. Kalibráciou viskozimetra vo viacerých bodoch je možné zostaviť kalibračnú krivku.
Kalibračná krivka ukazuje vzťah medzi nameraným časom prietoku a známou viskozitou kalibračných tekutín. Táto krivka sa potom môže použiť na konverziu časov toku neznámych vzoriek na hodnoty viskozity. Pri výbere kalibračných kvapalín pre viacbodovú kalibráciu je dôležité vybrať kvapaliny, ktoré pokrývajú celý rozsah záujmu o viskozitu.
Praktické úvahy pri výbere kalibračnej kvapaliny
Pri výbere kalibračnej kvapaliny je potrebné vziať do úvahy niekoľko praktických úvah.
Vysledovateľnosť
Kalibračná kvapalina by mala mať vysledovateľné hodnoty viskozity. Sledovateľnosť znamená, že viskozitu kalibračnej kvapaliny možno spätne vysledovať podľa národného alebo medzinárodného štandardu. To zaisťuje spoľahlivosť a porovnateľnosť výsledkov kalibrácie.
Chemická kompatibilita
Kalibračná kvapalina by mala byť chemicky kompatibilná s viskozimetrom. Niektoré kvapaliny môžu reagovať s materiálmi viskozimetra, čo môže viesť ku korózii alebo inému poškodeniu. Napríklad niektoré rozpúšťadlá môžu rozpúšťať tesnenia alebo povlaky viskozimetra, čo ovplyvňuje jeho výkon.
Dostupnosť a cena
Kalibračná kvapalina by mala byť ľahko dostupná a nákladovo efektívna. Niektoré vysoko presné kalibračné kvapaliny môžu byť drahé a je dôležité vyvážiť náklady s požiadavkami na presnosť kalibrácie.
Záver
Viskozita kalibračnej kvapaliny hrá kľúčovú úlohu pri kalibrácii kinematického viskozimetra. Ovplyvňuje prietokové charakteristiky, presnosť kalibrácie a celkový výkon viskozimetra. Starostlivým výberom kalibračnej kvapaliny na základe rozsahu viskozity, teplotných požiadaviek a iných praktických úvah možno dosiahnuť presnú a spoľahlivú kalibráciu.
Ak hľadáte kinematický viskozimeter alebo potrebujete kalibračné služby, neváhajte nás kontaktovať. Máme široký sortiment vysoko kvalitných kinematických viskozimetrov a kalibračných kvapalín, ktoré vyhovujú vašim potrebám. Okrem toho ponúkame aj ďalšie súvisiace testovacie zariadenia, ako naprHZNQ - 1101Z automatický prístroj na meranie bodu tuhnutia a bodu zákalu,ASTM D4049 Tester odolnosti proti rozstreku vodou pre mastnotuaTi - 40 Laboratórny prístroj automatický potencionálny titrátor. Kontaktujte nás, aby sme prediskutovali vaše požiadavky a začali rokovania o obstarávaní.
Referencie
- ASTM International. Štandardné testovacie metódy pre kinematickú viskozitu priehľadných a nepriehľadných kvapalín (a výpočet dynamickej viskozity). ASTM D445 - 19.
- ISO 3104:2004. Ropné produkty -- Priehľadné a nepriehľadné kvapaliny -- Stanovenie kinematickej viskozity a výpočet dynamickej viskozity.
- Barnes, HA, Hutton, JF, & Walters, K. (1989). Úvod do reológie. Elsevier.