DIN 53019-1 Pengukuran Viskositas dan Kurva Aliran Menggunakan Viskometer Putar - Bagian 1: Prinsip dan Geometri Pengukuran

Standar “DIN 53019-1 Viskometer - Pengukuran viskositas dan kurva aliran menggunakan viskometer putar - Bagian 1: Prinsip dan geometri pengukuran”, yang diterbitkan oleh Institut Standardisasi Jerman (DIN), menjelaskan medan aliran untuk mengukur perilaku aliran fluida Newtonian dan non-Newtonian dalam viskometer putar, dengan menentukan geometri pengukuran tertentu. Perilaku aliran didefinisikan oleh viskositas geser, fungsi viskositas geser, kurva viskositas, atau kurva aliran. Karakteristik standar ini berlaku dalam kondisi berikut:

Cairan tersebut tidak boleh meluncur melintasi permukaan batas (adhesi dinding).
Gaya percepatan dalam fluida harus tetap cukup kecil sehingga proses aliran ditentukan semata-mata oleh aliran berlapis laminar dan tunak.
Perbedaan suhu lokal dan temporal dalam fluida harus sangat kecil dan dapat diabaikan.
Medan aliran didefinisikan oleh permukaan batas (permukaan batas sederhana), yang masing-masing terdiri dari cangkang silindris, cangkang kerucut, atau area melingkar. Dalam praktiknya, permukaan batas komposit juga digunakan.
Batasan selain permukaan batasan sederhana ini seharusnya tidak memengaruhi medan aliran.
Kesalahan osilasi permukaan dan ketidaksejajaran sumbu harus sangat kecil dan dapat diabaikan.

Penyimpangan dari hal ini, kecuali jika diatasi dengan menerapkan koreksi (DIN 53019-3), akan menyebabkan peningkatan ketidakpastian pengukuran (DIN 53019-2).

Saat menggunakan viskometer putar, sifat-sifat fluida, karakteristik proses aliran, desain instrumen, dan penyimpangan sistematis yang timbul dari prosedur eksperimental harus diperhitungkan. Standar DIN 53019-3 mensyaratkan medan aliran konstan antara permukaan yang berputar dengan kecepatan sudut konstan.

Situasi-situasi berikut dikecualikan dari cakupan aplikasi ini:

Operasi buka dan tutup serta getaran torsi (osilasi)
Menambahkan alur dasar lainnya di atas alur rotasi.
Penyimpangan pengukuran waktu, kecepatan, dan torsi murni (DIN 53019-2)
Perubahan suhu, geser, atau tegangan geser.

Sejauh faktor-faktor yang memengaruhi terjadinya penyimpangan pengukuran sistematis dapat ditentukan secara kuantitatif, standar DIN 53019-3 memberikan informasi tentang koreksi yang relevan. Untuk penyimpangan pengukuran yang tidak dapat dikoreksi, diberikan panduan tentang cara menghindari penyimpangan tersebut dan memperkirakan penyimpangan untuk digunakan dalam perhitungan ketidakpastian.

Standar DIN 53019-1 menetapkan prinsip dan persyaratan mendasar untuk mengukur viskositas (viskositas dinamis) dan kurva aliran (perilaku reologi di bawah variasi geser) menggunakan viskometer putar. Secara khusus, standar ini berfokus pada penggunaan geometri pengukuran silinder koaksial (silinder konsentris), yang secara luas diterima sebagai sistem pengukuran absolut.

Dalam viskometer rotasional, poros (silinder dalam) berputar di dalam wadah (silinder luar) yang berisi sampel. Torsi yang dibutuhkan untuk mempertahankan kecepatan rotasi tertentu diukur, sehingga memungkinkan perhitungan tegangan geser dan laju geser (dan dengan demikian nilai viskositas absolut) ketika geometrinya memenuhi kriteria yang ditentukan.

Keunggulan utama dari geometri yang sesuai dengan DIN 53019-1 adalah sebagai berikut:

Celah melingkar yang sempit dan terdefinisi dengan baik antara silinder dan rumah memastikan kecepatan geser yang hampir konstan di sepanjang celah tersebut.
Hasil viskositas absolut (yang dapat dihitung) (bukan hanya nilai relatif/komparatif).
Produk ini cocok untuk fluida Newtonian dan banyak fluida non-Newtonian.

Isi utama standar ini adalah sebagai berikut:

Prinsip-prinsip pengukuran rotasi: torsi, kecepatan sudut, tegangan geser, laju geser, dan viskositas.
Persyaratan geometris untuk sistem pengukuran (khususnya silinder koaksial):
Rasio spesifik antara jari-jari silinder dalam dan luar.
Batasan lebar celah untuk memastikan area geser yang seragam.
Efek tepi dan penghalusan tepi.
Kondisi untuk pengukuran yang valid (misalnya, aliran laminar, tidak ada geseran pada dinding, kontrol suhu).
Rumus perhitungan untuk laju geser, tegangan geser, dan viskositas.
Pedoman mengenai jenis sampel yang sesuai (cairan dengan partikel hingga sekitar 100 µm dalam berbagai susunan silinder konsentris).

Standar DIN 53019 sangat selaras dengan standar ISO 3219 (yang juga mencakup viskometer rotasi dengan geometri silinder koaksial yang terdefinisi untuk pengukuran absolut). Hal ini berbeda dengan standar ISO 2555 (atau DIN EN ISO 2555), yang berlaku untuk pengukuran relatif menggunakan geometri yang umumnya tidak terdefinisi. Meskipun standar DIN 53019 memungkinkan nilai viskositas absolut yang sebenarnya, hasil dari standar ISO 2555 lebih spesifik terhadap instrumen dan pengaturan.

Standar ini umum diterapkan di bidang-bidang berikut:

Pengendalian mutu cat, pelapis, tinta, perekat, dan polimer.
Industri makanan (saus, emulsi)
Kosmetik dan farmasi
Petrokimia (minyak, pelumas)

Bagian 2 dari standar ini (DIN 53019-2) membahas prosedur pengukuran, kalibrasi, dan evaluasi, melengkapi bagian pertama (DIN 53019-1) yang berfokus pada prinsip dan geometri peralatan.

Oleh karena itu, standar DIN 53019-1 menyediakan kerangka kerja fundamental untuk penentuan viskositas yang akurat, dapat direproduksi, dan absolut menggunakan viskometer putar dengan geometri silinder koaksial yang terdefinisi dengan baik. Standar ini tetap menjadi referensi utama di laboratorium reologi dan pengujian material Eropa.

Selama bertahun-tahun, organisasi kami, dengan staf yang kompeten dan berpengalaman, telah memahami kebutuhan klien, menyediakan layanan pengujian canggih yang mereka butuhkan, dan membantu mereka dalam pembentukan, implementasi, dan peningkatan sistem manajemen. Dalam kerangka kerja ini, kami juga menyediakan layanan pengujian sesuai dengan standar DIN 53019-1.