Máy đo độ nhớt là dụng cụ đo lưu lượng chất lỏng và độ nhớt của chất lỏng. Độ nhớt của chất lỏng có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của nó, cho dù đó là bơm hay đường ống, hoặc cách thức hoạt động của nó khi nhúng và phủ.
Do đó, việc đo độ nhớt áp dụng cho nhiều loại vật liệu, bao gồm:
- Dầu
- Nhựa
- Sơn
- Lớp phủ
- Chất kết dính
- Sáp
- Nhựa đường
Đo đặc tính độ nhớt và dòng chảy cũng được áp dụng trong sản xuất các mặt hàng tiêu dùng quen thuộc như thực phẩm và đồ uống, kem đánh răng, mỹ phẩm và dầu gội đầu.
Phụ lục bài viết
Máy đo độ nhớt dùng để làm gì?
Máy đo độ nhớt đo độ nhớt và đặc tính dòng chảy của chất lỏng và có nhiều ứng dụng khác nhau, đo các đặc tính này trong các chất và vật liệu khác nhau.
Ví dụ về các ứng dụng này bao gồm:
- Giám sát độ nhớt của mứt và xi-rô trong sản xuất gia vị thực phẩm, để đảm bảo các lô đều nhất quán
- Phân tích đặc tính dòng chảy của sữa khi thiết kế hệ thống đường ống cho nó
- Đo lưu lượng dầu động cơ ở các điều kiện nhiệt độ khác nhau
- Kiểm tra độ nhớt của mực cho máy in phun.
Độ nhớt rất quan trọng trong việc bôi trơn máy móc. Nếu nó quá thấp, sẽ có quá nhiều tiếp xúc và do đó bị mòn giữa các bộ phận bên trong. Nếu quá cao, nó có thể buộc máy phải làm việc nhiều hơn, vượt qua lực cản chảy bên trong của chất bôi trơn.
Độ nhớt là gì?
Độ nhớt là thước đo khả năng chống chuyển động của vật liệu khi bạn tác dụng lực lên nó.
Ví dụ, nếu bạn bóp một ống kem đánh răng thì chất bên trong sẽ chảy ra khỏi đầu ống dễ dàng như thế nào?
Có công thức đo độ nhớt:
Độ nhớt = ứng suất tuyệt đối/tốc độ cắt.
Bạn thể hiện kết quả của công thức này bằng centipoise (cP). Centipoise tương đương với 1 mPa s (milipascal giây).
Điều này áp dụng cho độ nhớt tuyệt đối. Đối với độ nhớt động học, phép đo sẽ khác, như chúng tôi sẽ giải thích sau.
- Ứng suất tuyệt đối là lực trên một đơn vị diện tích mà bạn cần để di chuyển một lớp chất lỏng so với lớp khác
- Tốc độ cắt là thước đo sự thay đổi tốc độ chuyển động của các lớp trung gian đối với nhau.
Đối với nhiều chất lỏng, ứng suất gây ra dòng chảy tỷ lệ thuận với tốc độ biến dạng cắt. Ứng suất tuyệt đối chia cho tốc độ cắt là không đổi đối với một chất lỏng nhất định, ở nhiệt độ cụ thể.
Hằng số này là độ nhớt động hoặc độ nhớt tuyệt đối. Nhưng bạn cũng có thể gọi nó đơn giản là độ nhớt của vật liệu.
Một cách đơn giản để xem độ nhớt là độ dày của chất lỏng, nhưng khi bạn nhìn vào chất lỏng có mật độ khác nhau, cách mô tả rõ ràng nhất độ nhớt là khả năng chống chảy.
Tại sao đo độ nhớt lại quan trọng?
Các điều kiện của quy trình sản xuất vật liệu rất quan trọng, cả trong quá trình sản xuất lẫn mục đích sử dụng cuối cùng của chúng.
Độ nhớt của vật liệu cũng là thước đo gián tiếp hữu ích về các đặc tính của nó, chẳng hạn như trọng lượng phân tử và mật độ. Những tính chất vật liệu này có thể ảnh hưởng đến đặc tính dòng chảy.
Đo độ nhớt là một phần có giá trị trong việc kiểm soát chất lượng và tính nhất quán của lô.
Việc đo độ nhớt cũng rất quan trọng vì không phải tất cả chất lỏng đều hoạt động giống nhau.
Nhìn chung, có hai loại:
- Newton và
- Phi Newton.
Newtonian đề cập đến Định luật độ nhớt của Newton, đây là công thức đã được thiết lập để đo lường nó.
Trong chất lỏng Newton, độ nhớt không đổi bất chấp sự thay đổi của tốc độ cắt.
Ví dụ về chất lỏng Newton điển hình bao gồm nước và dầu động cơ.
Tuy nhiên, trong chất lỏng phi Newton, độ nhớt dao động. Những chất lỏng này bao gồm các loại sau:
- Nhựa
- Giả nhựa
- Biến hình
- Thixotropic
- Giãn nở
Một ví dụ hàng ngày về chất lỏng phi Newton là sốt cà chua, khi bạn lắc chai, chất lỏng này sẽ trở nên lỏng hơn. Tương cà có đặc tính làm loãng khi cắt vì độ nhớt của nó giảm khi bạn tăng ứng suất cắt.
Độ nhớt động học và tuyệt đối
Có hai cách thể hiện độ nhớt:
- Động học
- Tuyệt đối
Bạn đo độ nhớt động học bằng cách quan sát khả năng chống chảy của chất lỏng dưới tác dụng của trọng lực.
Bạn đo độ nhớt tuyệt đối bằng cách đo khả năng chống chảy này dưới tác dụng của một lực bên ngoài và được kiểm soát.
Việc đo hai biểu thức độ nhớt này cũng khác nhau.
- Độ nhớt động học được đo bằng centistokes (CSt)
- Độ nhớt tuyệt đối được đo bằng centipoise (cP).
Có những loại máy đo độ nhớt nào?
Có hai phương pháp cơ bản để đo độ nhớt:
Hoặc một vật đi qua một vật đứng yên, hoặc vật chất đi qua hoặc đi qua một vật đứng yên.
Với một trong hai phương pháp, bạn ghi lại thời gian cần thiết để hoạt động diễn ra, đo lường khả năng cản dòng chảy.
Sử dụng một trong hai phương pháp này, có nhiều loại nhớt kế khác nhau:
- Nhớt kế mao quản hoặc thủy tinh
- Nhớt kế quay
- Bóng rơi và nhớt kế piston rơi.
Máy đo độ nhớt đo độ nhớt Newton.
Ngoài ra còn có máy đo lưu biến để đo độ nhớt phi Newton và thực hiện việc này bằng cách sử dụng nhiều thông số.
Máy đo độ nhớt mao quản
Bạn sẽ thường tìm thấy nhớt kế mao quản trong phòng thí nghiệm. Đây là một ống thủy tinh hình chữ u (được đặt tên khác là nhớt kế ống chữ u).
Quá trình đo độ nhớt bao gồm việc bạn ngâm ống thủy tinh vào bể được kiểm soát nhiệt độ, thường ở 40 hoặc 100°C.
Có một chỉ số thời gian chính xác cho việc này, được đo bằng giây, đó là khoảng thời gian cần thiết để một lượng chất lỏng cố định chảy trong ống chữ u, giữa hai điểm được đánh dấu.
Bạn đạt được dòng chảy này thông qua lực hút hoặc trọng lực.
Khi bạn có số đo này, bạn nhân nó với một hằng số, cụ thể cho loại ống bạn đang sử dụng và sẽ tính toán:
- Độ nhớt động học (nếu sử dụng phương pháp hút), hoặc
- Độ nhớt tuyệt đối (nếu dùng lực hấp dẫn.
Máy đo độ nhớt quay
Loại nhớt kế này sử dụng một thiết bị quay, được gọi là trục xoay, được nhúng chìm trong chất lỏng mà bạn đang kiểm tra.
Mô-men xoắn trên trục quay của trục chính sau đó sẽ đo khả năng chống chảy của chất lỏng.
Nhớt kế quay đo độ nhớt tuyệt đối của chất lỏng.
Một phiên bản phổ biến của loại nhớt kế này là nhớt kế Brookfield và phiên bản nâng cao hơn là nhớt kế Stabinger.
Điều này sử dụng một trục chính được điều khiển bằng điện từ để tạo ra chuyển động quay trong chất lỏng, loại bỏ yếu tố ma sát ổ trục của trục chính có động cơ.
Máy đo độ nhớt bi rơi và nhớt kế rơi
Đây không phải là phương pháp phổ biến để đo độ nhớt. Trong các bài kiểm tra độ nhớt bi rơi và piston rơi, một quả bóng hoặc piston rơi vào chất lỏng và bạn đo thời gian giữa các điểm được đánh dấu.
Tuy nhiên, để làm được điều này, bạn phải biết vận tốc cuối, kích thước và mật độ của quả bóng hoặc piston mà bạn đang sử dụng.
Máy đo lưu biến
Lưu biến học là nghiên cứu về dòng chảy của vật chất, thường ở trạng thái lỏng, nhưng nó cũng có thể áp dụng cho một số chất rắn nhất định. Nó xem xét cách vật liệu phản ứng với dòng chảy, phản ứng với một lực tác dụng.
Về mặt kỹ thuật, độ nhớt thuộc phạm trù kỹ thuật rộng hơn của lưu biến.
Máy đo lưu biến là lý tưởng để đo độ nhớt của chất lỏng phi Newton. Chúng hoạt động dựa trên nguyên tắc tương tự như nhớt kế nhưng có ứng dụng rộng hơn.
Điều này là do chất lỏng phi Newton có các đặc tính lưu biến phức tạp hơn chất lỏng Newton, thay đổi độ nhớt của chúng khi bạn tác dụng lực lên chúng.
Có bốn loại máy đo lưu biến:
- Mao mạch
- Xoay động
- Mô-men xoắn
- Dao động
Máy đo độ nhớt mao quản và quay tương tự như máy đo độ nhớt tương ứng.
Máy đo lưu biến mô-men xoắn đo mô-men xoắn khi trộn vít hoặc động cơ, cho thấy việc trộn vật liệu mẫu tương đối khó đến mức nào.
Máy đo lưu biến dao động gây ra biến dạng cắt dạng sóng hình sin trong vật liệu mẫu, đặt chúng giữa hai tấm và đo hiệu ứng mô-men xoắn.
Sự khác biệt chính giữa máy đo lưu biến và máy đo độ nhớt là máy đo lưu biến có xu hướng tác dụng một số dạng lực cắt lên các chất mà chúng đang thử nghiệm.
Bạn chuẩn bị mẫu để đo như thế nào?
Trong cả phép đo lưu biến và đo độ nhớt, việc chuẩn bị mẫu có thể ảnh hưởng đến kết quả đo.
Điều này đặc biệt đúng khi đo mẫu ở tốc độ cắt thấp.
- Điều quan trọng là không lắc hoặc khuấy mẫu trước khi đo, vì điều này có thể khiến mẫu chịu tải trọng cắt không thể xác định được, trừ khi mẫu có cặn hoặc một số chất tách khác. Trong trường hợp này, việc khuấy hoặc lắc bằng các phương pháp và công cụ nhất quán là cần thiết.
- Phương pháp áp dụng của bạn cũng phải nhất quán, chẳng hạn như thìa hoặc thìa.
- Các ứng dụng pipet hoặc ống tiêm chỉ thích hợp cho dầu, nhựa hoặc dung môi. Đối với các chất khác, các phương pháp ứng dụng này sẽ làm tăng tải trọng cắt, điều này sẽ làm giảm giá trị đo và làm sai lệch kết quả.
- Cố gắng đảm bảo không có bong bóng vì chúng có thể mô phỏng hành vi phi Newton và đưa ra các phép đo sai.
- Thể tích mẫu bạn sử dụng phải phù hợp với phương pháp đo bạn đang sử dụng. Quá nhiều hoặc quá ít mẫu có thể dẫn đến sai số trong phép đo.
- Làm theo hướng dẫn về thời gian chờ đợi. Việc chuẩn bị có thể gây căng thẳng cho mẫu, sau đó cần có thời gian phục hồi. Cấu trúc mẫu có thể cần phải được phục hồi sau khi bạn đặt hệ thống đo vào vị trí trước khi bạn có thể thực hiện các phép đo chính xác.
- Bạn cũng phải đảm bảo không để mẫu bị khô vì điều này sẽ khiến giá trị đo được của bạn quá cao.
Những yếu tố nào có thể ảnh hưởng đến phép đo độ nhớt?
Mặc dù quá trình đo độ nhớt của chất lỏng có vẻ đơn giản nhưng có những yếu tố cần xem xét để đảm bảo các phép đo này chính xác.
Nhiệt độ là một yếu tố quan trọng. Chức năng của bể điều chỉnh nhiệt độ là duy trì nhiệt độ chính xác trong suốt quá trình. Bạn có thể kiểm soát nhiệt độ bồn tắm trong khoảng 0,02°C so với nhiệt độ yêu cầu (thường là 40 hoặc 100°C).
Có những hệ thống bồn tắm được kiểm soát nhiệt độ cho phép bạn thực hiện việc này dễ dàng hơn.
Trong nhớt kế mao quản, đường kính của kính hình chữ u phải chính xác để đo chính xác. Do đó, những loại kính này thường được sản xuất bằng thủy tinh borosilicate có độ giãn nở thấp. Điều này giúp giảm thiểu sai số, đồng thời hiệu chuẩn lại nhớt kế mao quản hàng năm.
Điều quan trọng nữa là phải rửa sạch và lau khô kỹ giữa các lần đo, sử dụng dung môi không có cặn.
Máy đo độ nhớt sẽ có kích thước khác nhau để đo các loại độ nhớt khác nhau. Dù kích thước của thiết bị là bao nhiêu, ông khuyến nghị thời gian tối thiểu để nhớt kế thực hiện phép đo là 200 giây. Điều này cho phép chất lỏng đi qua giữa các điểm được đánh dấu.
Những ngành công nghiệp nào được hưởng lợi từ Máy đo độ nhớt và Máy đo lưu biến?
Theo nghiên cứu, thị trường máy đo độ nhớt và máy đo lưu biến được dự đoán sẽ đạt 878,6 triệu USD trên toàn cầu vào năm 2023.
Một loạt các ngành công nghiệp và lĩnh vực sử dụng nhớt kế và lưu biến kế.
Bao gồm các:
- Nghiên cứu dược phẩm, công nghệ sinh học và lâm sàng
- Hóa dầu và dầu mỏ
- Đồ ăn thức uống
- Hóa chất
- Sắc đẹp và mỹ phẩm
- Pháp y
- Kiểm tra môi trường
- Nghiên cứu và phát triển sản xuất.
Dưới đây là một số ví dụ về việc áp dụng phép đo độ nhớt trong các ngành công nghiệp khác nhau.
Chất kết dính
Điều quan trọng là phải đo độ nhớt trong quá trình sản xuất chất kết dính. Tùy thuộc vào loại chất kết dính và ứng dụng cuối cùng của nó, nó sẽ cần chảy ở tốc độ tối ưu nhất định.
Chất kết dính có độ nhớt thấp chảy tự do hơn chất kết dính có độ nhớt cao. Đối với một số người, mục đích là để chất kết dính bám chắc hơn vào một chỗ, đối với những người khác, nó sẽ lan rộng hơn.
Thực phẩm
Trong ngành công nghiệp thực phẩm, phép đo độ nhớt có thể giúp tối đa hóa hiệu quả sản xuất và đảm bảo hiệu quả chi phí.
Khi sản phẩm được vận chuyển bằng đường ống như một phần của quá trình sản xuất, độ nhớt sẽ ảnh hưởng đến tốc độ truyền tải này và thời gian đông kết hoặc làm khô các loại thực phẩm khác nhau hoặc thời gian phân phối thực phẩm vào bao bì.
Độ nhớt có thể có ảnh hưởng rất lớn đến quá trình sản xuất thực phẩm và nó là yếu tố chính tạo nên kết cấu của thực phẩm.
Bất kỳ sự không nhất quán nào về lô đều có thể dẫn đến sản phẩm không đáp ứng được tiêu chuẩn của người tiêu dùng.
Dầu
Độ nhớt rất quan trọng trong dầu. Nó sẽ xác định hiệu quả bịt kín của dầu và tốc độ tiêu thụ của nó.
Độ nhớt của dầu ảnh hưởng đến nhiệt độ liên quan đến ma sát nhiệt của vòng bi, bộ bánh răng và xi lanh. Nó sẽ ảnh hưởng đến hiệu quả của máy móc, tốc độ khởi động và chạy nhanh hay chậm ở các nhiệt độ khác nhau.
Bạn đo độ nhớt động học của dầu, từ đó đưa ra chỉ số độ nhớt (VI). Dầu có VI cao hơn sẽ hiệu quả hơn, dẫn đến tiêu thụ ít hơn và giảm hao mòn khi bôi trơn.
Một yếu tố khác cần đo lường trong dầu là khả năng chống cắt trong quá trình bôi trơn thủy động lực.
Điều quan trọng là độ nhớt của dầu phải phù hợp với điều kiện nhiệt độ, tốc độ và tải trọng của các bộ phận được bôi trơn.
Bê tông
Trong ngành công nghiệp bê tông, độ nhớt dẻo và ứng suất chảy của bê tông rất quan trọng đối với khả năng thi công và thi công của nó.
Đặc tính lưu biến của bê tông quyết định chất lượng cơ học, độ bền và chất lượng tổng thể của nó.
Để đảm bảo tính bền vững của kết cấu bê tông và khả năng sử dụng của bê tông khi thi công, nó phải có độ nhớt phù hợp.
Mỹ phẩm
Trong ngành làm đẹp và mỹ phẩm, đo độ nhớt là một yếu tố quan trọng trong việc kiểm soát chất lượng.
Ví dụ, son dưỡng môi phải có độ nhớt cao để đảm bảo nó bám chặt vào da và bảo vệ da.
Mặt khác, sương mù cơ thể cần độ nhớt thấp để chảy tự do và đều từ bộ phân phối của nó.
Khi các công ty mỹ phẩm mô tả sản phẩm là sang trọng, những sản phẩm này có nhiều khả năng yêu cầu độ nhớt cao hơn để củng cố ấn tượng này.
Bạn có thể kiểm tra độ nhớt của nhiều hợp chất mỹ phẩm gốc dầu và nước bằng cách sử dụng nhớt kế mao quản vì đây là chất lỏng Newton. Nhưng các hợp chất khác sẽ có các đặc tính phi Newton, do đó cần phải kiểm tra lưu biến.
Do đó, điều quan trọng là chọn đúng loại nhớt kế hoặc máy đo lưu biến phù hợp với nhu cầu của bạn.
Làm thế nào để chọn một máy đo độ nhớt?
Như chúng ta đã thấy, nhớt kế và lưu biến kế có rất nhiều ứng dụng.
Những yếu tố nào bạn nên cân nhắc khi chọn dụng cụ đo độ nhớt?
- Bạn cần đo loại độ nhớt nào, độ nhớt tuyệt đối, độ nhớt động học hay cả hai?
- Bạn sẽ tiến hành công việc của mình ở đâu, trong môi trường phòng thí nghiệm, khi đang di chuyển hay ở nơi nào khác?
- Mức độ phức tạp hoặc đa dạng của vật liệu mà bạn muốn đo lường?
Nói chung, lưu biến kế là dụng cụ linh hoạt hơn và đắt tiền hơn so với nhớt kế, nhưng lưu biến kế sẽ đo chất lỏng phi Newton.
Khi nói đến các loại nhớt kế và lưu biến kế, có nhiều loại dụng cụ khác nhau, bao gồm:
- Máy đo độ nhớt cầm tay, cầm tay
- Nhớt kế mao quản thủy tinh
- Nhớt kế quay
- Máy đo lưu biến ổ bi và ổ trục không khí.
Địa chỉ phân phối máy đo độ nhớt chính hãng
Lidinco là công ty cung cấp các loại máy đo độ nhớt uy tín nhập khẩu trực tiếp từ các hãng hàng đầu Mỹ, Nhật, Hàn, Đài Loan với giá cạnh tranh. Các sản phẩm đều được bảo hành theo chính sách hãng, tư vấn kỹ thuật tận tình.
Ngoài ra, Lidinco còn cung cấp các loại thiết bị phân tích, đo lường viễn thông, vật tư nhà máy, công nghiệp, thiết bị giáo dục, thiết bị SMT và các loại thiết bị chuyên dụng khác.
Công Ty TNHH Đầu Tư Phát Triển Cuộc Sống
Địa chỉ: 487 Cộng Hòa, Phường 15, Quận Tân Bình, TPHCM, Việt Nam
Điện thoại: 028 3977 8269 / 028 3601 6797
Di động: 0906 988 447
Email: sales@lidinco.com
Xem thêm: Phân tích độ rung – những điều bạn cần biết
