Tiêu chuẩn DIN 53019-1 Đo độ nhớt và đường cong lưu biến bằng nhớt kế quay - Phần 1: Nguyên lý và hình học đo lường

Tiêu chuẩn DIN 53019-1 Đo độ nhớt và đường cong lưu biến bằng nhớt kế quay - Phần 1: Nguyên lý và hình học đo lường

Tiêu chuẩn “DIN 53019-1 Máy đo độ nhớt - Đo độ nhớt và đường cong lưu biến bằng máy đo độ nhớt quay - Phần 1: Nguyên lý và hình học đo”, do Viện Tiêu chuẩn hóa Đức (DIN) ban hành, mô tả các trường dòng chảy để đo hành vi dòng chảy của chất lỏng Newton và phi Newton trong máy đo độ nhớt quay, quy định các hình học đo cụ thể. Hành vi dòng chảy được xác định bởi độ nhớt cắt, hàm độ nhớt cắt, đường cong độ nhớt hoặc đường cong lưu biến. Các đặc điểm của tiêu chuẩn này có hiệu lực trong các điều kiện sau:

Tiêu chuẩn DIN 53019-1 Đo độ nhớt và đường cong lưu biến bằng nhớt kế quay - Phần 1: Nguyên lý và hình học đo lường

  • Chất lỏng không được trượt trên các bề mặt ranh giới (bám dính thành).
  • Các lực gia tốc trong chất lỏng phải đủ nhỏ để quá trình dòng chảy chỉ được xác định bởi dòng chảy tầng, ổn định theo lớp.
  • Chênh lệch nhiệt độ cục bộ và theo thời gian trong chất lỏng phải là rất nhỏ.
  • Trường dòng được xác định bởi các mặt biên (mặt biên đơn giản), mỗi mặt biên bao gồm một lớp vỏ hình trụ, một lớp vỏ hình nón hoặc một vùng hình tròn. Trong thực tế, các mặt biên phức hợp cũng được sử dụng.
  • Các ranh giới khác ngoài các mặt ranh giới đơn giản này không được ảnh hưởng đến trường dòng chảy.
  • Các sai số do dao động bề mặt và lệch trục phải ở mức không đáng kể.

Những sai lệch so với điều này, trừ khi được tính đến bằng cách áp dụng các hiệu chỉnh (DIN 53019-3), sẽ dẫn đến sự gia tăng độ không chắc chắn của phép đo (DIN 53019-2).

Khi sử dụng nhớt kế quay, cần phải tính đến các đặc tính của chất lỏng, đặc điểm của quá trình dòng chảy, thiết kế của thiết bị và các sai lệch hệ thống phát sinh từ quy trình thí nghiệm. Tiêu chuẩn DIN 53019-3 yêu cầu trường dòng chảy không đổi giữa các bề mặt quay với vận tốc góc không đổi.

Các trường hợp sau đây không thuộc phạm vi áp dụng của ứng dụng này:

  • Các thao tác đóng mở và rung động xoắn (dao động)
  • Thêm các dòng chảy cơ bản khác lên trên dòng chảy quay
  • Sai lệch phép đo của các phép đo thời gian, tốc độ và mô-men xoắn thuần túy (DIN 53019-2)
  • Biến thiên nhiệt độ, lực cắt hoặc ứng suất cắt.

Trong phạm vi mà các yếu tố ảnh hưởng dẫn đến sai lệch đo lường có hệ thống có thể được xác định định lượng, tiêu chuẩn DIN 53019-3 cung cấp thông tin về các biện pháp hiệu chỉnh thích hợp. Đối với các sai lệch đo lường không thể hiệu chỉnh, tiêu chuẩn này cung cấp hướng dẫn về cách tránh chúng và ước tính sai lệch để sử dụng trong các tính toán độ không chắc chắn.

Tiêu chuẩn DIN 53019-1 quy định các nguyên tắc và yêu cầu cơ bản để đo độ nhớt (độ nhớt động) và đường cong lưu biến (hành vi lưu biến dưới tác động của lực cắt khác nhau) bằng nhớt kế quay. Đặc biệt, tiêu chuẩn này tập trung vào việc sử dụng các hình học đo hình trụ đồng trục (hình trụ đồng tâm), vốn được chấp nhận rộng rãi như các hệ thống đo tuyệt đối.

Trong máy đo độ nhớt quay, một trục (hình trụ bên trong) quay bên trong một thùng chứa (hình trụ bên ngoài) chứa đầy mẫu. Mômen xoắn cần thiết để duy trì tốc độ quay cụ thể được đo, cho phép tính toán ứng suất cắt và tốc độ cắt (và do đó là giá trị độ nhớt tuyệt đối) khi hình dạng đáp ứng các tiêu chí đã định.

Những ưu điểm chính của các hình dạng hình học tuân theo tiêu chuẩn DIN 53019-1 như sau:

  • Khe hở hình vòng hẹp, được xác định rõ giữa xi lanh và vỏ đảm bảo tốc độ trượt gần như không đổi trong khe hở đó.
  • Kết quả độ nhớt tuyệt đối (có thể tính toán được) (không chỉ là giá trị tương đối/so sánh).
  • Nó phù hợp với chất lỏng Newton và nhiều loại chất lỏng phi Newton.

Nội dung chính của tiêu chuẩn này như sau:

  • Các nguyên lý đo lường chuyển động quay: mômen xoắn, vận tốc góc, ứng suất cắt, tốc độ cắt và độ nhớt.
  • Các yêu cầu hình học đối với hệ thống đo lường (đặc biệt là các hình trụ đồng trục):
  • Tỷ lệ cụ thể giữa bán kính trong và bán kính ngoài của hình trụ.
  • Các ràng buộc về chiều rộng khe hở nhằm đảm bảo diện tích chịu lực cắt đồng đều.
  • Hiệu ứng viền và làm mịn viền.
  • Các điều kiện để đo lường hợp lệ (ví dụ: dòng chảy tầng, không có lực cắt trên thành, kiểm soát nhiệt độ).
  • Công thức tính toán tốc độ biến dạng cắt, ứng suất cắt và độ nhớt.
  • Hướng dẫn về các loại mẫu phù hợp (chất lỏng có chứa các hạt kích thước lên đến khoảng 100 µm trong nhiều cấu hình hình trụ đồng tâm).

Tiêu chuẩn DIN 53019 tương đồng chặt chẽ với tiêu chuẩn ISO 3219 (cũng bao gồm các nhớt kế quay có hình dạng xi lanh đồng trục xác định để đo tuyệt đối). Điều này trái ngược với tiêu chuẩn ISO 2555 (hoặc DIN EN ISO 2555), áp dụng cho các phép đo tương đối sử dụng hình dạng không xác định. Trong khi tiêu chuẩn DIN 53019 cho phép đo giá trị độ nhớt tuyệt đối thực sự, thì kết quả từ tiêu chuẩn ISO 2555 lại phụ thuộc nhiều hơn vào thiết bị và cách thiết lập.

Tiêu chuẩn này phổ biến trong các lĩnh vực sau:

  • Kiểm soát chất lượng sơn, chất phủ, mực in, chất kết dính và polyme.
  • Ngành công nghiệp thực phẩm (nước sốt, nhũ tương)
  • Mỹ phẩm và dược phẩm
  • Hóa dầu (dầu mỏ, chất bôi trơn)

Phần 2 của tiêu chuẩn này (DIN 53019-2) đề cập đến các quy trình đo lường, hiệu chuẩn và đánh giá, bổ sung cho phần đầu tiên (DIN 53019-1) tập trung vào các nguyên tắc và hình dạng thiết bị.

Do đó, tiêu chuẩn DIN 53019-1 cung cấp khuôn khổ cơ bản cho việc xác định độ nhớt chính xác, có thể lặp lại và tuyệt đối bằng cách sử dụng nhớt kế quay có hình dạng xi lanh đồng trục được xác định rõ ràng. Nó vẫn là tài liệu tham khảo quan trọng trong các phòng thí nghiệm đo độ nhớt và kiểm tra vật liệu ở châu Âu.

Trong nhiều năm qua, tổ chức của chúng tôi, với đội ngũ nhân viên có năng lực và kinh nghiệm, đã thấu hiểu nhu cầu của khách hàng, cung cấp các dịch vụ kiểm thử tiên tiến mà họ yêu cầu và hỗ trợ họ trong việc thiết lập, triển khai và cải tiến các hệ thống quản lý. Trong khuôn khổ này, chúng tôi cũng cung cấp các dịch vụ kiểm thử theo tiêu chuẩn DIN 53019-1.

WhatsApp