EN ISO 3219 Reologia

Norma „EN ISO 3219 Reologia”, oparta na normie europejskiej i opublikowana następnie przez Międzynarodową Organizację Normalizacyjną (ISO) , składa się z następujących podsekcji opublikowanych pod tym samym tytułem:

• Norma EN ISO 3219-1, Część 1: Słownictwo i symbole reometrii rotacyjnej i oscylacyjnej, opisuje powszechnie stosowane terminy i definicje stosowane w kontekście reometrii rotacyjnej i oscylacyjnej. Dalsze terminy i definicje można znaleźć w innych częściach serii ISO 3219, w których są one używane.

Na potrzeby niniejszego standardu mają zastosowanie następujące terminy i definicje:

• Wartość bezwzględna modułu ścinania zespolonego to stosunek amplitudy naprężenia ścinającego do amplitudy odkształcenia ścinającego. Wartość bezwzględna modułu ścinania zespolonego jest wyrażana w paskalach (Pa).
• Wartość bezwzględna lepkości ścinania zespolonego to stosunek modułu ścinania zespolonego do częstości kątowej. Wartość bezwzględna lepkości ścinania zespolonego jest wyrażona w paskalach (Pa) pomnożonych przez sekundy.⋅s).
• Przemiatanie amplitudy jest testem oscylacyjnym o zmiennej amplitudzie i stałej częstotliwości kątowej.
• Przemieszczenie kątowe (odchylenie kątowe) to miara kątowa wyrażona długością łuku. Jednostką przemieszczenia kątowego jest radian.
• Częstotliwość kątowa to przebieg w czasie zmiany przemieszczenia kątowego w oscylacji. Jednostką częstości kątowej są radiany na sekundę (rad).⋅s^-1) lub, ponieważ rad jest bezwymiarowy (tj. metry na metr), odwrotność sekund (s^-1) jest jednostką.
• Prędkość kątowa to zmiana przemieszczenia kątowego w czasie podczas obrotu. Jednostką prędkości kątowej są radiany na sekundę (rad).⋅s^-1).
• Ciągła rampa to rodzaj testu, w którym określona zmienna zmienia się monotonicznie i w sposób ciągły od wartości początkowej do końcowej w trakcie testu. Ciągła rampa jest realizowana z liniowym lub logarytmicznym ustawieniem wstępnym. Alternatywą dla ciągłej rampy jest rampa schodkowa.
• Sprężystość (elastyczność) to właściwość materiału polegająca na odwracalnym odkształceniu i magazynowaniu energii mechanicznej.
• Krzywa płynięcia jest graficzną reprezentacją zależności między naprężeniem ścinającym a szybkością ścinania.
• Częstotliwość to liczba drgań na jednostkę czasu. Jednostką częstotliwości jest herc, gdzie 1 Hz to 1 drgnięcie na sekundę.
• Przemiatanie częstotliwości jest testem oscylacyjnym ze zmienną częstotliwością kątową przy stałej amplitudzie.
• Idealnie sprężyste zachowanie (zachowanie Hooke’a) to właściwość materiału polegająca na natychmiastowym, całkowicie odwracalnym powrocie do pierwotnego kształtu po odkształceniu.
• Składowa w fazie lepkości ścinania zespolonego (lepkość dynamiczna) to część rzeczywista lepkości ścinania zespolonego. Jednostką lepkości dynamicznej jest paskal (Pa) pomnożony przez sekundy.⋅s).
• Lepkość kinematyczna to stosunek lepkości ścinającej do gęstości. Jednostką lepkości kinematycznej są metry kwadratowe na sekundę (m²).⋅s^-1).
• Przepływ laminarny to przepływ, w którym nieskończenie cienkie warstwy poruszają się równolegle do siebie. Wszystkie obliczenia parametrów reologicznych dla geometrii absolutnych cechowania są ważne tylko przy założeniu przepływu laminarnego.

Istnieją testy rotacyjne, testy oscylacyjne i różne testy schodkowe. Różne testy można łączyć. Można je przeprowadzać z wykorzystaniem różnych typów pomiarów: kontrolowanego odkształcenia, kontrolowanej prędkości lub kontrolowanego naprężenia.

W podstawowym badaniu obrotowym próbka jest poddawana stałemu lub zmiennemu obciążeniu w jednym kierunku. Lepkość ścinająca jest obliczana na podstawie danych pomiarowych. Odpowiednie parametry wejściowe i parametry reakcji mechanicznej są wymienione w tabelach zawartych w normie. Podstawowe parametry badania można schematycznie przedstawić za pomocą modelu dwupłytowego.

W podstawowym teście oscylacyjnym próbka jest wzbudzana odchyleniem kątowym lub amplitudą momentu obrotowego o określonej częstotliwości drgań. Uzyskana odpowiedź oscyluje z tą samą częstotliwością i jest charakteryzowana przez amplitudę i przesunięcie fazowe. Odpowiednie parametry wejściowe i odpowiedzi mechanicznej są wymienione w tabelach zawartych w normie.

Właściwości reologiczne bada się za pomocą układu pomiarowego składającego się z urządzenia pomiarowego (wiskozymetru lub reometru) oraz geometrii pomiarowej (np. płytki stożkowej). Wiskozymetr może mierzyć lepkość tylko w ruchu obrotowym. Oznacza to, że funkcję lepkości próbki można wyznaczyć jako funkcję innych parametrów, takich jak czas, temperatura, szybkość ścinania, naprężenie ścinające i ciśnienie. Reometr może wykonywać wszystkie podstawowe testy w ruchu obrotowym i oscylacyjnym. Oprócz funkcji lepkości można wyznaczyć właściwości lepkosprężyste, takie jak moduł zachowawczy ścinania i moduł strat ścinania.

• Norma „EN ISO 3219-3 Część 3: Procedura badawcza i przykłady oceny wyników przy zastosowaniu reometrii rotacyjnej i oscylacyjnej” nadal znajduje się w fazie rozwoju.

Ogólnie rzecz biorąc, reologia to nauka o tym, jak materiały płyną i odkształcają się pod wpływem przyłożonych sił. Zasadniczo jest to nauka o tym, jak materiały reagują na naprężenia, zwłaszcza gdy nie zachowują się jak idealne ciała stałe lub idealne ciecze.

Podstawowe pojęcia reologii to:

• Lepkość: Opór przepływu. Na przykład miód jest bardziej lepki niż woda.
• Sprężystość: Zdolność materiału do powrotu do pierwotnego kształtu po odkształceniu.
• Plastyczność: Zdolność materiału do odkształcania się i nie powracania do pierwotnego kształtu.
• Naprężenie ścinające i szybkość ścinania: miary szybkości występowania przyłożonej siły i odkształcenia.

Reologia zajmuje się głównie badaniem cieczy (takich jak oleje, syropy, krew), żeli i past (takich jak pasta do zębów, keczup), polimerów i tworzyw sztucznych, płynów biologicznych oraz zawiesin i szlamów.

Reologia ma kluczowe znaczenie w wielu branżach. Na przykład w przemyśle spożywczym jest ważna dla tekstury i konsystencji (jak przy smarowaniu masłem czy nalewaniu syropu), w przemyśle kosmetycznym – dla zapewnienia odpowiedniej konsystencji kremów i balsamów oraz ich łatwej aplikacji, w przemyśle farmaceutycznym – dla dostarczania leków (jak przy rozprowadzaniu żelu na skórze), a w przemyśle naftowym i budowlanym – dla zrozumienia, jak płyną ropa naftowa lub beton.

Nasza organizacja, która od lat wspiera przedsiębiorstwa z różnych sektorów, oferując szeroki zakres usług testowych, pomiarowych, analitycznych i ewaluacyjnych, dysponuje silnym zespołem pracowników, którzy uważnie śledzą światowe trendy w nauce i technologii oraz stale się rozwijają. W tym kontekście świadczymy również usługi testowe zgodne z normą EN ISO 3219 dotyczącą reologii.