DIN 53019-1 การวัดความหนืดและเส้นโค้งการไหลโดยใช้เครื่องวัดความหนืดแบบหมุน - ตอนที่ 1: หลักการและเรขาคณิตการวัด

DIN 53019-1 การวัดความหนืดและเส้นโค้งการไหลโดยใช้เครื่องวัดความหนืดแบบหมุน - ตอนที่ 1: หลักการและเรขาคณิตการวัด

มาตรฐาน “DIN 53019-1 เครื่องวัดความหนืด - การวัดความหนืดและเส้นโค้งการไหลโดยใช้เครื่องวัดความหนืดแบบหมุน - ส่วนที่ 1: หลักการและรูปทรงเรขาคณิตของการวัด” ซึ่งเผยแพร่โดยสถาบันมาตรฐานแห่งเยอรมนี (DIN) อธิบายถึงสนามการไหลสำหรับการวัดพฤติกรรมการไหลของของเหลวแบบนิวตันและไม่นิวตันในเครื่องวัดความหนืดแบบหมุน โดยระบุรูปทรงเรขาคณิตของการวัดที่เฉพาะเจาะจง พฤติกรรมการไหลถูกกำหนดโดยความหนืดเฉือน ฟังก์ชันความหนืดเฉือน เส้นโค้งความหนืด หรือเส้นโค้งการไหล คุณลักษณะของมาตรฐานนี้มีผลบังคับใช้ภายใต้เงื่อนไขต่อไปนี้:

DIN 53019-1 การวัดความหนืดและเส้นโค้งการไหลโดยใช้เครื่องวัดความหนืดแบบหมุน - ตอนที่ 1: หลักการและเรขาคณิตการวัด

  • ของเหลวไม่ควรไหลไปตามพื้นผิวรอยต่อ (การยึดเกาะกับผนัง)
  • แรงเร่งในของเหลวจะต้องมีขนาดเล็กพอที่กระบวนการไหลจะถูกกำหนดโดยการไหลแบบราบเรียบและสภาวะคงที่เพียงอย่างเดียว
  • ความแตกต่างของอุณหภูมิในของเหลวทั้งในระดับท้องถิ่นและตามเวลา ควรมีค่าน้อยมากจนแทบไม่มีนัยสำคัญ
  • สนามการไหลถูกกำหนดโดยพื้นผิวขอบเขต (พื้นผิวขอบเขตแบบง่าย) ซึ่งแต่ละพื้นผิวประกอบด้วยเปลือกทรงกระบอก เปลือกทรงกรวย หรือพื้นที่วงกลม ในทางปฏิบัติ ยังมีการใช้พื้นผิวขอบเขตแบบผสมอีกด้วย
  • นอกเหนือจากพื้นผิวขอบเขตแบบง่ายเหล่านี้แล้ว ขอบเขตอื่นๆ ไม่ควรส่งผลกระทบต่อสนามการไหล
  • ข้อผิดพลาดจากการแกว่งของพื้นผิวและการเยื้องศูนย์ของแกนควรมีขนาดเล็กมากจนแทบไม่มีนัยสำคัญ

หากเบี่ยงเบนไปจากนี้ เว้นแต่จะได้รับการแก้ไขโดยการใช้การแก้ไข (DIN 53019-3) จะส่งผลให้ความไม่แน่นอนในการวัดเพิ่มขึ้น (DIN 53019-2)

ในการใช้เครื่องวัดความหนืดแบบหมุน ต้องคำนึงถึงคุณสมบัติของของเหลว ลักษณะของกระบวนการไหล การออกแบบของเครื่องมือ และความคลาดเคลื่อนที่เป็นระบบซึ่งเกิดจากขั้นตอนการทดลอง มาตรฐาน DIN 53019-3 กำหนดให้ต้องมีสนามการไหลคงที่ระหว่างพื้นผิวที่หมุนด้วยความเร็วเชิงมุมคงที่

สถานการณ์ต่อไปนี้ไม่อยู่ในขอบเขตของคำขอฉบับนี้:

  • การเปิดและปิดการทำงาน และการสั่นสะเทือนแบบบิดตัว (การแกว่ง)
  • การเพิ่มกระแสการไหลพื้นฐานอื่นๆ เข้าไปนอกเหนือจากกระแสการไหลแบบหมุน
  • ความคลาดเคลื่อนในการวัดค่าเวลา ความเร็ว และแรงบิด (DIN 53019-2)
  • การเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิ แรงเฉือน หรือแรงเค้นเฉือน

มาตรฐาน DIN 53019-3 ให้ข้อมูลเกี่ยวกับการแก้ไขที่เกี่ยวข้องในส่วนที่สามารถระบุปัจจัยที่มีอิทธิพลต่อความคลาดเคลื่อนในการวัดอย่างเป็นระบบได้ในเชิงปริมาณ สำหรับความคลาดเคลื่อนในการวัดที่ไม่สามารถแก้ไขได้ จะมีคำแนะนำเกี่ยวกับการหลีกเลี่ยงความคลาดเคลื่อนเหล่านั้นและการประมาณค่าความคลาดเคลื่อนเพื่อใช้ในการคำนวณความไม่แน่นอน

มาตรฐาน DIN 53019-1 กำหนดหลักการพื้นฐานและข้อกำหนดสำหรับการวัดความหนืด (ความหนืดไดนามิก) และเส้นโค้งการไหล (พฤติกรรมทางรีโอโลยีภายใต้แรงเฉือนที่เปลี่ยนแปลง) โดยใช้เครื่องวัดความหนืดแบบหมุน โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เน้นการใช้รูปทรงเรขาคณิตการวัดแบบทรงกระบอกร่วมแกน (ทรงกระบอกศูนย์กลางร่วม) ซึ่งได้รับการยอมรับอย่างกว้างขวางว่าเป็นระบบการวัดแบบสัมบูรณ์

ในเครื่องวัดความหนืดแบบหมุน แกนหมุน (กระบอกด้านใน) จะหมุนอยู่ภายในภาชนะ (กระบอกด้านนอก) ที่บรรจุตัวอย่าง แรงบิดที่จำเป็นในการรักษาระดับความเร็วในการหมุนที่กำหนดจะถูกวัด ซึ่งช่วยให้สามารถคำนวณความเค้นเฉือนและอัตราการเฉือน (และด้วยเหตุนี้จึงได้ค่าความหนืดสัมบูรณ์) เมื่อรูปทรงเรขาคณิตเป็นไปตามเกณฑ์ที่กำหนด

ข้อดีหลักของรูปทรงเรขาคณิตที่สอดคล้องกับมาตรฐาน DIN 53019-1 มีดังต่อไปนี้:

  • ช่องว่างวงแหวนแคบๆ ที่กำหนดไว้ระหว่างกระบอกสูบและตัวเรือน ช่วยให้ความเร็วในการเลื่อนผ่านช่องว่างนั้นคงที่เกือบตลอดเวลา
  • ผลลัพธ์ความหนืดสัมบูรณ์ (ที่คำนวณได้) (ไม่ใช่แค่ค่าสัมพัทธ์/เปรียบเทียบ)
  • เหมาะสำหรับของเหลวแบบนิวตันและของเหลวที่ไม่ใช่แบบนิวตันหลายชนิด

เนื้อหาหลักของมาตรฐานนี้มีดังต่อไปนี้:

  • หลักการวัดเชิงหมุน: แรงบิด ความเร็วเชิงมุม แรงเฉือน อัตราการเฉือน และความหนืด
  • ข้อกำหนดทางเรขาคณิตสำหรับระบบการวัด (โดยเฉพาะทรงกระบอกร่วมแกน):
  • อัตราส่วนเฉพาะของรัศมีทรงกระบอกด้านในและด้านนอก
  • ข้อจำกัดด้านความกว้างของช่องว่างเพื่อให้แน่ใจว่าพื้นที่รับแรงเฉือนมีความสม่ำเสมอ
  • เอฟเฟกต์ขอบและการปรับขอบให้เรียบ
  • เงื่อนไขสำหรับการวัดที่ถูกต้อง (เช่น การไหลแบบราบเรียบ ไม่มีแรงเฉือนที่ผนัง การควบคุมอุณหภูมิ)
  • สูตรคำนวณอัตราการเฉือน แรงเฉือน และความหนืด
  • แนวทางการเลือกประเภทตัวอย่างที่เหมาะสม (ของเหลวที่มีอนุภาคขนาดไม่เกินประมาณ 100 ไมโครเมตร จัดเรียงเป็นทรงกระบอกซ้อนกันหลายชั้น)

มาตรฐาน DIN 53019 มีความสอดคล้องอย่างใกล้ชิดกับมาตรฐาน ISO 3219 (ซึ่งครอบคลุมถึงเครื่องวัดความหนืดแบบหมุนที่มีรูปทรงกระบอกร่วมแกนที่กำหนดไว้สำหรับการวัดค่าสัมบูรณ์) ซึ่งแตกต่างจากมาตรฐาน ISO 2555 (หรือ DIN EN ISO 2555) ที่ใช้กับการวัดค่าสัมพัทธ์โดยใช้รูปทรงเรขาคณิตที่ไม่กำหนดไว้โดยทั่วไป ในขณะที่มาตรฐาน DIN 53019 อนุญาตให้ได้ค่าความหนืดสัมบูรณ์ที่แท้จริง ผลลัพธ์จากมาตรฐาน ISO 2555 นั้นขึ้นอยู่กับเครื่องมือและการตั้งค่ามากกว่า

มาตรฐานนี้พบได้ทั่วไปในพื้นที่ต่อไปนี้:

  • การควบคุมคุณภาพของสี สารเคลือบ หมึกพิมพ์ กาว และโพลิเมอร์
  • อุตสาหกรรมอาหาร (ซอส, อิมัลชัน)
  • เครื่องสำอางและยา
  • ปิโตรเคมี (น้ำมัน, สารหล่อลื่น)

ส่วนที่ 2 ของมาตรฐานนี้ (DIN 53019-2) กล่าวถึงขั้นตอนการวัด การสอบเทียบ และการประเมินผล ซึ่งเป็นส่วนเสริมของส่วนแรก (DIN 53019-1) ที่เน้นหลักการและรูปทรงเรขาคณิตของอุปกรณ์

ด้วยเหตุนี้ มาตรฐาน DIN 53019-1 จึงเป็นกรอบพื้นฐานสำหรับการกำหนดค่าความหนืดที่แม่นยำ สามารถทำซ้ำได้ และแน่นอน โดยใช้เครื่องวัดความหนืดแบบหมุนที่มีรูปทรงกระบอกร่วมแกนที่กำหนดไว้อย่างชัดเจน มาตรฐานนี้ยังคงเป็นเอกสารอ้างอิงสำคัญในห้องปฏิบัติการด้านรีโอโลยีและการทดสอบวัสดุในยุโรป

เป็นเวลานานหลายปีที่องค์กรของเรา ด้วยทีมงานที่มีความสามารถและประสบการณ์ ได้เข้าใจถึงความต้องการของลูกค้า ให้บริการทดสอบขั้นสูงที่พวกเขาต้องการ และช่วยเหลือพวกเขาในการจัดตั้ง การนำไปใช้ และการปรับปรุงระบบการจัดการ ภายใต้กรอบนี้ เรายังให้บริการทดสอบตามมาตรฐาน DIN 53019-1 อีกด้วย

WhatsApp