EN ISO 3219 Reológia

Norma „EN ISO 3219 Reológia“, ktorá je založená na európskej norme a následne ju publikovala Medzinárodná organizácia pre normalizáciu (ISO) , pozostáva z nasledujúcich podsekcií publikovaných pod rovnakým názvom:

• Norma EN ISO 3219-1 Časť 1: Slovná zásoba a symboly pre rotačnú a oscilačnú reometriu opisuje bežné termíny a definície používané v kontexte rotačnej a oscilačnej reometrie. Ďalšie termíny a definície sa nachádzajú v iných častiach série ISO 3219, kde sa používajú.

Na účely tohto štandardu platia nasledujúce pojmy a definície:

• Absolútna hodnota komplexného šmykového modulu je pomer medzi amplitúdou šmykového napätia a amplitúdou šmykového deformácie. Absolútna hodnota komplexného šmykového modulu má jednotky Pascal (Pa).
• Absolútna hodnota komplexnej šmykovej viskozity je pomer komplexného šmykového modulu k uhlovej frekvencii. Absolútna hodnota komplexnej šmykovej viskozity sa udáva v jednotkách Pascal (Pa) vynásobených sekundami.⋅s).
• Amplitúdové rozmítanie je oscilačný test s premenlivou amplitúdou pri konštantnej uhlovej frekvencii.
• Uhlové posunutie (uhlové vychýlenie) je uhlová miera, keď je uhol vyjadrený dĺžkou oblúka. Jednotkou uhlového posunutia je radián.
• Uhlová frekvencia je časový priebeh zmeny uhlového posunutia pri kmitania. Jednotkou uhlovej frekvencie sú radiány za sekundu (rad).⋅s^-1) alebo, keďže rad je bezrozmerný (t. j. metre na meter), prevrátená sekunda (s^-1) je jednotka.
• Uhlová rýchlosť je zmena uhlového posunutia v čase počas rotácie. Jednotkou uhlovej rýchlosti sú radiány za sekundu (rad).⋅s^-1).
• Kontinuálny nárast je typ testu, pri ktorom sa špecifikovaná premenná počas testu monotónne a kontinuálne mení od počiatočnej hodnoty po konečnú hodnotu. Kontinuálny nárast sa implementuje s lineárnym alebo logaritmickým prednastavením. Alternatívou k kontinuálnemu nárastu je krokový nárast.
• Elastické správanie (elasticita) je vlastnosť materiálu vykazovať reverzibilnú deformáciu a mechanické ukladanie energie.
• Krivka toku je grafické znázornenie vzťahu medzi šmykovým napätím a šmykovou rýchlosťou.
• Frekvencia je počet kmitov za jednotku času. Jednotkou frekvencie je hertz, kde 1 Hz je 1 kmit za sekundu.
• Frekvenčné rozmítanie je oscilačný test s premenlivou uhlovou frekvenciou pri konštantnej amplitúde.
• Ideálne elastické správanie (Hookeanovo správanie) je vlastnosť materiálu vykazovať okamžitú, plne reverzibilnú obnovu po deformácii.
• Skutočná časť komplexnej šmykovej viskozity je synchronná zložka komplexnej šmykovej viskozity (dynamická viskozita). Dynamická viskozita sa meria v pascaloch (Pa) vynásobených sekundami.⋅s).
• Kinematická viskozita je pomer šmykovej viskozity a hustoty. Kinematická viskozita sa meria v metroch štvorcových za sekundu (m2).⋅s^-1).
• Laminárne prúdenie je prúdenie, v ktorom sa nekonečne tenké vrstvy pohybujú rovnobežne vedľa seba. Všetky výpočty reologických parametrov pre absolútne geometrie meradla sú platné iba za predpokladu laminárneho prúdenia.

Existujú rotačné testy, oscilačné testy a rôzne krokové testy. Rôzne testy sa dajú kombinovať. Môžu sa vykonávať pomocou rôznych typov meraní: riadená deformácia, riadená rýchlosť alebo riadené napätie.

Pri základnom rotačnom teste je vzorka vystavená konštantnému alebo premenlivému zaťaženiu v jednom smere. Šmyková viskozita sa vypočíta z nameraných údajov. Zodpovedajúce mechanické vstupné a odozvy parametre sú uvedené v tabuľkách uvedených v norme. Základné parametre testu možno schematicky znázorniť pomocou dvojplatňového modelu.

Pri základnom oscilačnom teste je vzorka budená uhlovou výchylkou alebo amplitúdou krútiaceho momentu pri špecifickej frekvencii kmitania. Výsledná odozva osciluje pri rovnakej frekvencii a je charakterizovaná amplitúdovým a fázovým posunom. Relevantné mechanické vstupné a odozvové parametre sú uvedené v tabuľkách uvedených v norme.

Reologické vlastnosti sa skúmajú pomocou meracieho systému pozostávajúceho z meracieho zariadenia (viskozimeter alebo reometer) a meracej geometrie (napr. kužeľová doska). Viskozimeter dokáže merať viskozitu iba pri rotácii. To znamená, že funkciu viskozity vzorky možno určiť ako funkciu iných parametrov, ako je čas, teplota, šmyková rýchlosť, šmykové napätie a tlak. Reometer dokáže vykonávať všetky základné testy pri rotácii a oscilácii. Okrem funkcie viskozity možno určiť aj viskoelastické vlastnosti, ako je modul šmykového skladovania a modul šmykových strát.

• Norma „EN ISO 3219-3 Časť 3: Skúšobný postup a príklady na vyhodnotenie výsledkov pri použití rotačnej a oscilačnej reometrie“ je stále vo vývoji.

Všeobecne povedané, reológia je veda o tom, ako materiály tečú a deformujú sa pod vplyvom pôsobiacich síl. V podstate je to veda o tom, ako materiály reagujú na namáhanie, najmä keď sa nesprávajú ako ideálne pevné látky alebo ideálne kvapaliny.

Základné pojmy v reológii sú:

• Viskozita: Odolnosť voči tečeniu. Napríklad med je viskóznejší ako voda.
• Elasticita: Schopnosť materiálu vrátiť sa do pôvodného tvaru po deformácii.
• Plasticita: Schopnosť materiálu deformovať sa a nevrátiť sa do pôvodného tvaru.
• Šmykové napätie a šmyková rýchlosť: Miera rýchlosti pôsobenia sily a deformácie.

Reológia študuje najmä kvapaliny (ako sú oleje, sirupy, krv), gély a pasty (ako sú zubné pasty, kečup), polyméry a plasty, biologické tekutiny a suspenzie.

Reológia je kľúčová v mnohých odvetviach. Napríklad v potravinárskom priemysle je dôležitá pre textúru a konzistenciu (ako pri natieraní masla alebo nalievaní sirupu), v kozmetickom priemysle je dôležitá pre zabezpečenie toho, aby sa krémy a pleťové vody cítili správne a ľahko sa nanášali, vo farmaceutickom priemysle je dôležitá pre dodávanie liekov (ako sa gél rozotiera na pokožke) a v ropnom a stavebnom priemysle je dôležitá pre pochopenie toho, ako tečie ropa alebo betón.

Naša organizácia, ktorá už roky podporuje podniky vo všetkých sektoroch prostredníctvom širokej škály testovacích, meracích, analytických a hodnotiacich aktivít, má silný tím zamestnancov, ktorí pozorne sledujú globálny vývoj vo vede a technike a neustále sa zlepšujú. V tejto súvislosti poskytujeme aj testovacie služby v súlade s normou EN ISO 3219 Reológia.