DIN 53019-1 قياس اللزوجة ومنحنيات التدفق باستخدام مقاييس اللزوجة الدورانية - الجزء 1: المبادئ وهندسة القياس

DIN 53019-1 قياس اللزوجة ومنحنيات التدفق باستخدام مقاييس اللزوجة الدورانية - الجزء 1: المبادئ وهندسة القياس

يصف المعيار "DIN 53019-1 مقياس اللزوجة - قياس اللزوجة ومنحنيات التدفق باستخدام مقاييس اللزوجة الدورانية - الجزء 1: المبادئ وهندسة القياس"، الصادر عن المعهد الألماني للتوحيد القياسي (DIN)، مجالات التدفق لقياس سلوك تدفق السوائل النيوتونية وغير النيوتونية في مقاييس اللزوجة الدورانية، مع تحديد هندسات قياس معينة. يُعرَّف سلوك التدفق من خلال لزوجة القص، أو دالة لزوجة القص، أو منحنى اللزوجة، أو منحنى التدفق. وتكون خصائص هذا المعيار سارية المفعول في ظل الشروط التالية:

DIN 53019-1 قياس اللزوجة ومنحنيات التدفق باستخدام مقاييس اللزوجة الدورانية - الجزء 1: المبادئ وهندسة القياس

  • يجب ألا ينزلق السائل عبر الأسطح الحدودية (التصاق الجدار).
  • يجب أن تظل قوى التسارع في السائل صغيرة بما يكفي بحيث يتم تحديد عملية التدفق فقط عن طريق التدفق الطبقي الصفائحي المستقر.
  • ينبغي أن تكون الفروقات الموضعية والزمنية في درجة حرارة السائل ضئيلة للغاية.
  • تُعرَّف حقول التدفق بواسطة أسطح حدودية (أسطح حدودية بسيطة)، يتكون كل منها من غلاف أسطواني أو غلاف مخروطي أو منطقة دائرية. وفي الممارسة العملية، تُستخدم أيضًا أسطح حدودية مركبة.
  • لا ينبغي أن تؤثر الحدود الأخرى غير هذه الأسطح الحدودية البسيطة على مجال التدفق.
  • ينبغي أن تكون أخطاء تذبذب السطح وعدم محاذاة المحاور صغيرة للغاية.

تؤدي الانحرافات عن هذا، ما لم يتم أخذها في الاعتبار من خلال تطبيق التصحيحات (DIN 53019-3)، إلى زيادة في عدم اليقين في القياس (DIN 53019-2).

عند استخدام مقاييس اللزوجة الدورانية، يجب مراعاة خصائص السائل، وخصائص عملية التدفق، وتصميم الأجهزة، والانحرافات المنهجية الناجمة عن الإجراء التجريبي. ويشترط معيار DIN 53019-3 وجود مجال تدفق ثابت بين سطحين يدوران بسرعة زاوية ثابتة.

الحالات التالية مستثناة من نطاق هذا التطبيق:

  • عمليات الفتح والإغلاق والاهتزازات الالتوائية (التذبذبات)
  • إضافة تدفقات أساسية أخرى فوق التدفق الدوراني
  • انحرافات القياس للوقت والسرعة وعزم الدوران البحت (DIN 53019-2)
  • منحدرات درجة الحرارة، أو القص، أو إجهاد القص.

بقدر ما يمكن تحديد العوامل المؤثرة التي تؤدي إلى انحرافات القياس المنهجية كمياً، يوفر معيار DIN 53019-3 معلومات حول التصحيحات ذات الصلة. أما بالنسبة لانحرافات القياس التي لا يمكن تصحيحها، فيُقدم المعيار إرشادات حول كيفية تجنبها وتقدير الانحراف لاستخدامه في حسابات عدم اليقين.

تحدد المواصفة القياسية DIN 53019-1 المبادئ والمتطلبات الأساسية لقياس اللزوجة (اللزوجة الديناميكية) ومنحنيات التدفق (السلوك الريولوجي تحت تأثير القص المتغير) باستخدام مقاييس اللزوجة الدورانية. وتركز بشكل خاص على استخدام هندسة القياس بالأسطوانة المحورية (الأسطوانة المتمركزة)، والتي تُعتبر على نطاق واسع أنظمة قياس مطلقة.

في مقياس اللزوجة الدوراني، يدور عمود (أسطوانة داخلية) داخل وعاء (أسطوانة خارجية) مملوء بالعينة. ويتم قياس عزم الدوران اللازم للحفاظ على سرعة دوران محددة، مما يسمح بحساب إجهاد القص ومعدل القص (وبالتالي قيم اللزوجة المطلقة) عندما يستوفي الشكل الهندسي معايير محددة.

تتمثل المزايا الرئيسية للأشكال الهندسية المتوافقة مع معيار DIN 53019-1 فيما يلي:

  • يضمن وجود خلوص حلقي ضيق ومحدد بين الأسطوانة والهيكل سرعة انزلاق ثابتة تقريبًا عبر الفجوة.
  • نتائج اللزوجة المطلقة (القابلة للحساب) (وليس فقط القيم النسبية/المقارنة).
  • وهو مناسب للسوائل النيوتونية والعديد من السوائل غير النيوتونية.

المحتوى الرئيسي لهذا المعيار هو كما يلي:

  • مبادئ القياس الدوراني: عزم الدوران، السرعة الزاوية، إجهاد القص، معدل القص، واللزوجة.
  • المتطلبات الهندسية لأنظمة القياس (وخاصة الأسطوانات المحورية):
  • نسب محددة لنصف قطر الأسطوانة الداخلية والخارجية.
  • قيود عرض الفجوة لضمان منطقة قص موحدة.
  • تأثيرات الحواف وتنعيم الحواف.
  • شروط القياسات الصحيحة (على سبيل المثال، التدفق الصفائحي، وعدم وجود قص على الجدران، والتحكم في درجة الحرارة).
  • صيغ حساب معدل القص، وإجهاد القص، واللزوجة.
  • إرشادات حول أنواع العينات المناسبة (السوائل التي تحتوي على جزيئات يصل حجمها إلى حوالي 100 ميكرومتر في العديد من ترتيبات الأسطوانات متحدة المركز).

يتوافق معيار DIN 53019 بشكل وثيق مع معيار ISO 3219 (الذي يغطي أيضًا مقاييس اللزوجة الدورانية ذات هندسة الأسطوانات المحورية المحددة للقياسات المطلقة). وهذا يختلف عن معيار ISO 2555 (أو DIN EN ISO 2555)، الذي ينطبق على القياسات النسبية باستخدام هندسة غير محددة بشكل عام. في حين يسمح معيار DIN 53019 بقيم لزوجة مطلقة حقيقية، فإن نتائج معيار ISO 2555 تعتمد بشكل أكبر على الجهاز وإعداداته.

هذا المعيار شائع في المجالات التالية:

  • مراقبة جودة الدهانات والطلاءات والأحبار والمواد اللاصقة والبوليمرات.
  • صناعة الأغذية (الصلصات، المستحلبات)
  • مستحضرات التجميل والأدوية
  • البتروكيماويات (الزيوت، مواد التشحيم)

يتناول الجزء الثاني من هذا المعيار (DIN 53019-2) إجراءات القياس والمعايرة والتقييم، مكملاً بذلك الجزء الأول (DIN 53019-1) الذي ركز على المبادئ وهندسة المعدات.

وبناءً على ذلك، يوفر معيار DIN 53019-1 الإطار الأساسي لتحديد اللزوجة بدقة وقابلية تكرار مطلقة باستخدام مقاييس اللزوجة الدورانية ذات الأشكال الهندسية الأسطوانية المحورية المحددة جيدًا. ولا يزال هذا المعيار مرجعًا رئيسيًا في مختبرات علم الريولوجيا واختبار المواد في أوروبا.

على مدى سنوات عديدة، دأبت مؤسستنا، بفضل كوادرها المؤهلة وذات الخبرة، على فهم احتياجات عملائها، وتوفير خدمات الاختبار المتقدمة التي تتطلبها، ومساعدتهم في إنشاء أنظمة الإدارة وتطبيقها وتحسينها. وفي هذا الإطار، نقدم أيضًا خدمات الاختبار وفقًا لمعيار DIN 53019-1.

واتس اب