DIN 53019-1 Измерване на вискозитети и криви на потока с помощта на ротационни вискозиметри - Част 1: Принципи и геометрия на измерването

Стандартът „DIN 53019-1 Вискозиметър - Измерване на вискозитети и криви на потока с помощта на ротационни вискозиметри - Част 1: Принципи и геометрия на измерване“, публикуван от Германския институт по стандартизация (DIN), описва полета на потока за измерване на поведението на потока на Нютонови и ненютонови флуиди в ротационни вискозиметри, като уточнява конкретни геометрии на измерване. Поведението на потока се определя от вискозитет на срязване, функция на вискозитет на срязване, крива на вискозитета или крива на потока. Характеристиките на този стандарт са валидни при следните условия:

Течността не трябва да се плъзга по граничните повърхности (адхезия към стената).
Силите на ускорение във флуида трябва да останат достатъчно малки, така че процесът на протичане да се определя единствено от ламинарен, стационарен слоест поток.
Локалните и времевите температурни разлики във флуида трябва да бъдат пренебрежимо малки.
Полетата на потока се определят от гранични повърхности (прости гранични повърхности), всяка от които се състои от цилиндрична обвивка, конична обвивка или кръгла област. На практика се използват и съставни гранични повърхности.
Граници, различни от тези прости гранични повърхности, не би трябвало да влияят на полето на потока.
Грешките в повърхностните трептения и отклоненията от осите трябва да бъдат пренебрежимо малки.

Отклоненията от това, освен ако не са отчетени чрез прилагане на корекции (DIN 53019-3), водят до увеличаване на неопределеността на измерването (DIN 53019-2).

При използване на ротационни вискозиметри трябва да се вземат предвид свойствата на флуида, характеристиките на процеса на протичане, конструкцията на инструментите и систематичните отклонения, произтичащи от експерименталната процедура. Стандартът DIN 53019-3 изисква постоянно поле на потока между повърхности, въртящи се с постоянна ъглова скорост.

Следните ситуации са изключени от обхвата на това заявление:

Операции на отваряне и затваряне и торсионни вибрации (осцилации)
Добавяне на други основни потоци към ротационния поток
Отклонения в измерванията на чисто време, скорост и въртящ момент (DIN 53019-2)
Нарастващи температурни, срязващи или срязващи напрежения.

Доколкото влияещите фактори, водещи до систематични отклонения в измерванията, могат да бъдат количествено определени, стандартът DIN 53019-3 предоставя информация за съответните корекции. За отклонения в измерванията, които не могат да бъдат коригирани, са предоставени насоки за избягването им и оценка на отклонението за използване при изчисления на неопределеността.

Стандартът DIN 53019-1 определя основните принципи и изисквания за измерване на вискозитет (динамичен вискозитет) и криви на потока (реологично поведение при променливо срязване) с помощта на ротационни вискозиметри. По-специално, той се фокусира върху използването на коаксиални цилиндрични (концентрични цилиндрични) геометрии за измерване, които са широко приети като абсолютни измервателни системи.

В ротационен вискозиметър, вал (вътрешен цилиндър) се върти вътре в контейнер (външен цилиндър), пълен с пробата. Измерва се въртящият момент, необходим за поддържане на определена скорост на въртене, което позволява изчисляването на напрежението на срязване и скоростта на срязване (и по този начин на абсолютните стойности на вискозитета), когато геометрията отговаря на определени критерии.

Основните предимства на геометриите, съответстващи на DIN 53019-1, са следните:

Определена, тясна пръстеновидна хлабина между цилиндъра и корпуса осигурява почти постоянна скорост на плъзгане през хлабината.
Абсолютни (изчислими) резултати за вискозитет (не само относителни/сравнителни стойности).
Подходящ е за Нютонови и много ненютонови флуиди.

Основното съдържание на този стандарт е следното:

Принципи на ротационното измерване: въртящ момент, ъглова скорост, напрежение на срязване, скорост на срязване и вискозитет.
Геометрични изисквания за измервателни системи (особено коаксиални цилиндри):
Специфични съотношения на вътрешния и външния радиус на цилиндъра.
Ограничения на ширината на пролуката, за да се осигури равномерна площ на срязване.
Ефекти на ръбовете и изглаждане на ръбовете.
Условия за валидни измервания (напр. ламинарен поток, липса на срязване по стените, контрол на температурата).
Формули за изчисление на скоростта на срязване, напрежението на срязване и вискозитета.
Указания за подходящи видове проби (течности с частици до приблизително 100 µm в много концентрични цилиндрични конфигурации).

Стандартът DIN 53019 е тясно свързан със стандарта ISO 3219 (който обхваща и ротационни вискозиметри с дефинирани коаксиални цилиндрични геометрии за абсолютни измервания). Това е в контраст със стандарта ISO 2555 (или DIN EN ISO 2555), който се прилага за относителни измервания, използващи обикновено неопределени геометрии. Докато стандартът DIN 53019 позволява истински стойности на абсолютния вискозитет, резултатите от стандарта ISO 2555 са по-специфични за инструмента и настройката.

Този стандарт е често срещан в следните области:

Контрол на качеството на бои, покрития, мастила, лепила и полимери.
Хранително-вкусова промишленост (сосове, емулсии)
Козметика и фармацевтични продукти
Нефтохимикали (масла, смазочни материали)

Част 2 от този стандарт (DIN 53019-2) разглежда процедурите за измерване, калибриране и оценка, допълвайки първата част (DIN 53019-1), която се фокусира върху принципите и геометрията на оборудването.

Следователно, стандартът DIN 53019-1 предоставя основната рамка за точно, възпроизводимо и абсолютно определяне на вискозитета с помощта на ротационни вискозиметри с добре дефинирани коаксиални цилиндрични геометрии. Той остава ключов ориентир в европейските лаборатории по реология и изпитване на материали.

В продължение на много години нашата организация, със своя компетентен и опитен персонал, разбира нуждите на своите клиенти, предоставяйки им необходимите съвременни услуги за тестване и подпомагайки ги при създаването, внедряването и подобряването на системите за управление. В тази рамка ние предоставяме и услуги за тестване в съответствие със стандарта DIN 53019-1.