DIN 53019-1 Döner Viskozimetreler Kullanılarak Viskozitelerin ve Akış Eğrilerinin Ölçülmesi - Bölüm 1: Prensipler ve Ölçüm Geometrisi

Alman Standardizasyon Enstitüsü (DIN) tarafından yayınlanan “DIN 53019-1 Viskozimetre - Döner viskozimetreler kullanılarak viskozitelerin ve akış eğrilerinin ölçülmesi - Bölüm 1: Prensipler ve ölçüm geometrisi“ standardında, belirli ölçüm geometrileri belirtilerek, döner viskozimetrelerde Newtonyen ve Newtonyen olmayan akışkanların akış davranışını ölçmek için akış alanları açıklanmaktadır. Akış davranışı, kayma viskozitesi, kayma viskozitesi fonksiyonu, viskozite eğrisi veya akış eğrisi ile tanımlanır. Bu standardın özellikleri şu koşullar altında geçerlidir:

Akışkan, sınır yüzeyleri boyunca kaymamalıdır (duvar yapışması).
Akışkandaki ivme kuvvetleri, akış sürecini yalnızca laminer, kararlı hal katmanlı akışın belirleyeceği kadar küçük kalmalıdır.
Akışkandaki yerel ve zamansal sıcaklık farkları, ihmal edilebilecek kadar küçük olmalıdır.
Akış alanları, her biri silindirik bir kabuk, konik bir kabuk veya dairesel bir alandan oluşan sınır yüzeyleri (basit sınır yüzeyleri) ile tanımlanır. Pratikte, kompozit sınır yüzeyleri de kullanılır.
Bu basit sınır yüzeyleri dışındaki sınırlar, akış alanını etkilememelidir.
Yüzeylerin salınım hataları ve eksenlerinin hizasızlığı, ihmal edilebilecek kadar küçük olmalıdır.

Bundan sapmalar, düzeltmeler uygulanarak (DIN 53019-3) hesaba katılmadığı sürece, ölçüm belirsizliğinde artışa yol açar (DIN 53019-2).

Döner viskozimetreler kullanılırken, sıvının özellikleri, akış sürecinin özellikleri, aletlerin tasarımı ve deneysel prosedürden kaynaklanan sistematik sapmalar dikkate alınmalıdır. DIN 53019-3 standardı, sabit açısal hızda dönen yüzeyler arasında sabit bir akış alanı gerektirir.

Uygulama kapsamı dışında kalan durumlar şunlardır:

Açma ve kapatma işlemleri ve burulma titreşimleri (salınımlar)
Dönme akışının üzerine diğer temel akışların eklenmesi
Saf zaman, hız ve tork ölçümlerinin ölçüm sapmaları (DIN 53019-2)
Sıcaklık, kayma veya kayma gerilimi rampaları.

Sistematik ölçüm sapmalarına yol açan etkileyici faktörler niceliksel olarak belirlenebildiği ölçüde, DIN 53019-3 standardı ilgili düzeltmeler hakkında bilgi sağlar. Düzeltilemeyen ölçüm sapmaları için, bunlardan kaçınma ve belirsizlik hesaplamalarında kullanılmak üzere sapmayı tahmin etme konusunda rehberlik verilir.

DIN 53019-1 standardı, döner viskozimetreler kullanılarak viskozite (dinamik viskozite) ve akış eğrilerinin (değişen kayma altında reolojik davranış) ölçülmesi için temel prensipleri ve gereksinimleri belirtir. Özellikle, yaygın olarak mutlak ölçüm sistemleri olarak kabul edilen koaksiyel silindir (eş merkezli silindir) ölçüm geometrilerinin kullanımına odaklanır.

Rotasyonel viskozimetrede, bir mil (iç silindir), numune ile dolu bir kap (dış silindir) içinde döner. Belirli bir dönme hızını korumak için gereken tork ölçülür ve bu sayede, geometri tanımlanmış kriterleri karşıladığında, kayma gerilimi ve kayma hızı (ve dolayısıyla mutlak viskozite değerleri) hesaplanabilir.

DIN 53019-1 ile uyumlu geometrilerin başlıca avantajları şunlardır:

Silindir ve kap arasında tanımlanmış dar halka boşluğu, boşluk boyunca neredeyse sabit kayma hızı.
Mutlak (hesaplanabilir) viskozite sonuçları (sadece göreceli / karşılaştırmalı değerler değil).
Newtonyen ve birçok Newtonyen olmayan akışkan için uygundur.

Bu standardın ana içeriği şudur:

Dönme ölçümünün prensipleri: tork, açısal hız, kayma gerilimi, kayma hızı ve viskozite.
Ölçüm sistemleri için geometri gereksinimleri (özellikle koaksiyel silindirler):
İç ve dış silindir yarıçaplarının belirli oranları.
Tekdüze kayma alanı sağlamak için boşluk genişliği kısıtlamaları.
Uç etkileri ve kenar düzeltmeleri.
Geçerli ölçümler için koşullar (örneğin laminer akış, duvarlarda kayma olmaması, sıcaklık kontrolü).
Kayma hızı, kayma gerilimi ve viskozite için hesaplama formülleri.
Uygun numune tipleri hakkında kılavuz (birçok eş merkezli silindir düzeneğinde yaklaşık 100 µm’ye kadar partiküllere sahip sıvılar).

DIN 53019 standardı, ISO 3219 standardı ile yakından uyumludur (bu standart da mutlak ölçümler için tanımlanmış eş eksenli silindir geometrilerine sahip dönme viskozimetrelerini kapsar). Bu, genellikle tanımlanmamış geometriler kullanılarak yapılan göreceli ölçümlere uygulanan ISO 2555 (veya DIN EN ISO 2555) standardı ile tezat oluşturur. DIN 53019 standardı, gerçek mutlak viskozite değerlerine olanak sağlarken, ISO 2555 standardı sonuçları daha çok cihaza ve düzeneğe özgüdür.

Bu standart şu alanlarda yaygındır:

Boyaların, kaplamaların, mürekkeplerin, yapıştırıcıların ve polimerlerin kalite kontrolü
Gıda endüstrisi (soslar, emülsiyonlar)
Kozmetik ve ilaç
Petrokimya (yağlar, yağlayıcılar)

Bu standardın ikinci bölümü (DIN 53019-2), ölçüm prosedürlerini, kalibrasyonu ve değerlendirmeyi ele alır ve birinci bölümün (DIN 53019-1) prensiplere ve donanım geometrisine odaklanmasını tamamlar.

Sonuç olarak DIN 53019-1 standardı, iyi tanımlanmış koaksiyel silindir geometrilerine sahip döner viskozimetreler kullanılarak doğru, tekrarlanabilir ve mutlak viskozite tayini için temel çerçeveyi sağlar. Avrupa reoloji ve malzeme test laboratuvarlarında temel bir referans olmaya devam etmektedir.

Kuruluşumuz, yıllardır yetkin ve deneyimli bir kadro ile müşterilerinin ihtiyaçlarını anlamakta, ihtiyaç duydukları ileri test hizmetlerini vermekte ve yönetim sistemlerinin kurulması, uygulanması ve iyileştirilmesi konusunda yardımcı olmaktadır. Bu çerçevede işletmelere DIN 53019-1 standardına uygun test hizmetleri de verilmektedir.