เครื่องวัดความหนืดทํางานอย่างไร?

วิธีการทำงานของเครื่องวัดความหนืดเป็นคำถามที่มักเกิดขึ้นเมื่อต้องรับมือกับวัสดุที่มีคุณสมบัติการไหลมีความสำคัญ ในฐานะซัพพลายเออร์เครื่องวัดความหนืด ฉันรู้สึกตื่นเต้นที่จะแจกแจงรายละเอียดต่างๆ ของอุปกรณ์ที่ดีเหล่านี้

ก่อนอื่นมาทำความเข้าใจก่อนว่าความหนืดคืออะไร ความหนืดนั้นเป็นการวัดความต้านทานต่อการไหลของของไหล คิดถึงน้ำผึ้งและน้ำ น้ำผึ้งมีความหนาและไหลช้าจึงมีความหนืดสูง ในทางกลับกันน้ำไหลได้ง่ายและมีความหนืดต่ำ เครื่องวัดความหนืดใช้ในการวัดคุณสมบัตินี้อย่างแม่นยำ และมีหลายประเภท

ประเภทหนึ่งที่พบบ่อยคือเครื่องวัดความหนืดของเส้นเลือดฝอย มันทำงานบนหลักการที่ค่อนข้างง่าย คุณมีท่อเล็กๆ หรือเส้นเลือดฝอยที่ใช้ทำให้ของเหลวไหลผ่าน วัดเวลาที่ของเหลวไหลผ่านบางส่วนของเส้นเลือดฝอย ยิ่งนานยิ่งมีความหนืดมากขึ้น เนื่องจากของเหลวที่มีความหนืดมากกว่าจะบีบผ่านท่อแคบได้ยากกว่า

เครื่องวัดความหนืดของเส้นเลือดฝอยอาศัยกฎของ Poiseuille ซึ่งอธิบายการไหลของของไหลผ่านท่อทรงกระบอก ตามกฎหมายนี้ อัตราการไหลมีความสัมพันธ์กับความแตกต่างของแรงดันทั่วทั้งท่อ รัศมีของท่อ ความยาวของท่อ และความหนืดของของไหล ด้วยการวัดอัตราการไหลและรู้พารามิเตอร์อื่นๆ เราก็สามารถคำนวณความหนืดได้

เครื่องวัดความหนืดของคาปิลลารีเหมาะอย่างยิ่งสำหรับการวัดความหนืดของของไหลของนิวตัน ของไหลของนิวตันคือของไหลที่มีความหนืดคงที่โดยไม่คำนึงถึงอัตราการเฉือน น้ำและน้ำมันบางส่วนใหญ่เป็นของเหลวของนิวตัน ทั้งยังค่อนข้างเรียบง่ายและราคาไม่แพง ทำให้เป็นตัวเลือกยอดนิยมในห้องปฏิบัติการหลายแห่ง หากคุณสนใจกเครื่องวัดความหนืดในห้องปฏิบัติการอาจเป็นชนิดฝอยหรือใช้หลักการคล้ายกัน

อีกประเภทหนึ่งคือเครื่องวัดความหนืดของลูกบอลตก ในกรณีนี้ ลูกบอลเล็กๆ จะหล่นลงในท่อที่เต็มไปด้วยของเหลว เมื่อลูกบอลตกผ่านของไหล จะมีแรงลากเนื่องจากความหนืดของของไหล วัดความเร็วปลายของลูกบอลซึ่งเป็นความเร็วคงที่ที่ลูกบอลจะไปถึงหลังจากช่วงเวลาสั้นๆ ความเร็วนี้สัมพันธ์กับความหนืดของของเหลว

กฎของสโตกส์ใช้ในการคำนวณความหนืดจากความเร็วปลายของลูกบอล กฎของสโตกส์ระบุว่าแรงลากบนทรงกลมขนาดเล็กที่เคลื่อนที่ผ่านของเหลวหนืดนั้นแปรผันตามความเร็วของทรงกลม รัศมีของทรงกลม และความหนืดของของเหลว ด้วยการวัดความเร็วปลายและรู้รัศมีของลูกบอลและความหนาแน่นของลูกบอลและของไหล เราก็สามารถกำหนดความหนืดได้

เครื่องวัดความหนืดแบบลูกบอลตกยังเหมาะสำหรับของเหลวแบบนิวตันอีกด้วย ใช้งานง่ายและให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำ อย่างไรก็ตาม มันไม่อเนกประสงค์เท่าประเภทอื่นๆ ในการวัดของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตัน

เอาล่ะมาพูดถึงเครื่องวัดความหนืดแบบหมุน. สิ่งเหล่านี้ซับซ้อนกว่าเล็กน้อย แต่มีประโยชน์มากในการวัดของเหลวทั้งแบบนิวตันและไม่ใช่แบบนิวตัน เครื่องวัดความหนืดแบบหมุนมักจะมีแกนหมุนที่จุ่มอยู่ในของเหลวและหมุนด้วยความเร็วคงที่ ขณะที่สปินเดิลหมุน จะมีแรงบิดเกิดขึ้นเนื่องจากความต้านทานต่อการไหลของของไหล

วัดแรงบิดและการวัดนี้ใช้เพื่อคำนวณความหนืด ความสัมพันธ์ระหว่างแรงบิด ความเร็วในการหมุน และความหนืดขึ้นอยู่กับรูปทรงของสปินเดิลและภาชนะที่ยึดของเหลว เครื่องวัดความหนืดแบบหมุนสามารถปรับความเร็วรอบการหมุนต่างๆ ได้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการวัดของเหลวที่ไม่ใช่แบบนิวตัน ของเหลวที่ไม่ใช่ของนิวตันคือของเหลวที่ความหนืดเปลี่ยนแปลงไปตามอัตราเฉือน ตัวอย่างเช่น ของเหลวบางชนิดจะบางลงเมื่อคนแรงขึ้น (ของเหลวที่ทำให้เกิดแรงเฉือน) ในขณะที่ของเหลวบางชนิดจะข้นขึ้น (ของเหลวที่ทำให้เกิดความข้นขึ้น)

นอกจากนี้ยังมีไมโคร วิสโคมิเตอร์. ได้รับการออกแบบมาเพื่อวัดความหนืดของตัวอย่างที่มีขนาดเล็กมาก พวกเขามักจะใช้ช่องไมโครฟลูอิดิกหรือส่วนประกอบย่อส่วนอื่นๆ เครื่องวัดความหนืดขนาดเล็กมีประโยชน์ในการใช้งานที่มีของเหลวในปริมาณเล็กน้อย เช่น ในการวิจัยทางชีววิทยาหรือทางเภสัชกรรม

เครื่องวัดความหนืดขนาดเล็กสามารถทำงานได้ตามหลักการที่แตกต่างกัน เช่น การวัดการไหลของของเหลวผ่านช่องไมโคร หรือการเสียรูปของโครงสร้างจุลภาคในของเหลว มีความไวสูงและสามารถให้ผลลัพธ์ที่รวดเร็ว

ในการใช้งานทางอุตสาหกรรม เครื่องวัดความหนืดมีบทบาทสำคัญ ตัวอย่างเช่น ในอุตสาหกรรมสี ความหนืดของสีส่งผลต่อคุณสมบัติการใช้งาน หากความหนืดสูงเกินไป สีอาจจะกระจายตัวสม่ำเสมอได้ยาก หากต่ำเกินไปอาจหยดหรือไหลได้ ผู้ผลิตสีสามารถมั่นใจได้ว่าผลิตภัณฑ์ของตนมีความหนืดที่เหมาะสมเพื่อประสิทธิภาพสูงสุดโดยใช้เครื่องวัดความหนืด

ในอุตสาหกรรมอาหาร ความหนืดเป็นสิ่งสำคัญสำหรับผลิตภัณฑ์ เช่น ซอส น้ำสลัด และผลิตภัณฑ์จากนม ความหนืดที่เหมาะสมอาจส่งผลต่อเนื้อสัมผัสและสัมผัสของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ ตัวอย่างเช่น น้ำสลัดที่ข้นและเป็นครีมจะดูน่าดึงดูดมากกว่าน้ำสลัดที่บางและมีน้ำมูกไหล

ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ เครื่องวัดความหนืดใช้ในการวัดความหนืดของน้ำมันดิบและผลิตภัณฑ์กลั่น ความหนืดของน้ำมันส่งผลต่อการไหลผ่านท่อและสมรรถนะในเครื่องยนต์ เมื่อทราบถึงความหนืด บริษัทน้ำมันจะสามารถปรับกระบวนการผลิตและการขนส่งของตนให้เหมาะสมได้

ในฐานะซัพพลายเออร์เครื่องวัดความหนืด ฉันรู้ว่าการเลือกเครื่องวัดความหนืดให้เหมาะสมกับการใช้งานของคุณเป็นสิ่งสำคัญ คุณต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ เช่น ประเภทของของเหลวที่คุณกำลังวัด (แบบนิวตันหรือไม่ใช่แบบนิวตัน) ช่วงความหนืดที่คุณคาดหวัง ขนาดตัวอย่างที่มี และงบประมาณของคุณ

หากคุณอยู่ในตลาดเครื่องวัดความหนืดไม่ว่าจะเป็นกเครื่องวัดความหนืดในห้องปฏิบัติการ, กไมโคร วิสโคมิเตอร์หรือเครื่องวัดความหนืดแบบหมุนเราช่วยคุณได้ เรามีเครื่องวัดความหนืดหลายประเภทพร้อมคุณสมบัติและความสามารถที่แตกต่างกันเพื่อตอบสนองความต้องการเฉพาะของคุณ

หากคุณสนใจที่จะเรียนรู้เพิ่มเติมหรือหารือเกี่ยวกับความต้องการของคุณ โปรดติดต่อได้ตลอดเวลา เราพร้อมช่วยคุณค้นหาเครื่องวัดความหนืดที่เหมาะกับการใช้งานของคุณ และรับรองว่าคุณจะได้รับการตรวจวัดความหนืดที่แม่นยำและเชื่อถือได้

อ้างอิง

• "ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับกลศาสตร์ของไหล" โดย GK Batchelor
• "การวัดความหนืดและการไหล" โดย HA Barnes, JF Hutton และ K. Walters