실험실 레오미터는 동적 점도를 어떻게 측정합니까?

실험실 레오미터가 동적 점도를 측정하는 방법을 이해하는 것은 유체 및 반유체 재료의 정확한 특성 분석에 의존하는 산업에 매우 중요합니다. 실험실 레오미터의 선도적인 공급업체로서 우리는 이 복잡한 프로세스를 밝히기 위해 왔습니다.

1. 동적 점도 소개

간단히 점도라고도 알려진 동적 점도는 흐름에 대한 유체의 저항을 측정한 것입니다. 이는 유체가 변형될 때 유체 내의 내부 마찰을 설명합니다. 고분자 가공, 식품 생산, 정유 등의 산업 응용 분야에서 동적 점도를 아는 것은 품질 관리, 공정 최적화 및 제품 개발에 필수적입니다. 예를 들어, 폴리머 산업에서는 폴리머 용융물의 점도가 성형성과 기계적 특성에 영향을 미칩니다.

2. 실험실 레오미터의 작동 원리

실험실 레오미터(Lab Rheometer)는 동적 점도를 포함하여 재료의 유변학적 특성을 측정하도록 설계된 정교한 장비입니다. 레오미터에는 여러 유형이 있지만 동적 점도 측정에 사용되는 가장 일반적인 것은 회전 레오미터입니다.

회전형 레오미터

회전 레오미터는 제어된 토크 또는 각속도를 샘플에 적용하고 결과적인 각 변위 또는 토크를 측정하는 원리로 작동합니다. 샘플은 평행판, 원뿔형 평판 또는 동심 원통형 측정 구조에 배치됩니다.

평행판 기하학: 이 설정에서는 샘플이 두 개의 평행판 사이에 끼워집니다. 한 판은 고정되어 있고 다른 판은 회전합니다. 주어진 속도로 플레이트를 회전시키는 데 필요한 토크를 측정하고, 이를 통해 동적 점도를 계산할 수 있습니다. 평행판 형상은 뉴턴 유체와 비뉴턴 유체, 특히 점도가 높거나 고체 입자를 포함하는 유체의 점도를 측정하는 데 적합합니다.
원뿔 및 플레이트 형상: 원뿔형 평판형 레오미터는 평판과 매우 작은 각도(보통 4도 미만)의 원뿔로 구성됩니다. 샘플은 콘과 플레이트 사이에 배치됩니다. 원뿔이 회전할 때 전단율은 시료 전체에서 균일하므로 동적 점도 계산이 단순화됩니다. 이 형상은 저~중점도 유체의 점도를 측정하고 비뉴턴 유체의 유동 거동을 연구하는 데 이상적입니다.
동심 원통 형상: 쿠에트 기하학이라고도 알려진 동심원통형 레오미터는 내부 원통(bob)과 외부 원통(컵)을 가지고 있습니다. 샘플은 두 실린더 사이의 틈에 놓입니다. 밥이나 컵을 회전시킬 수 있으며 토크가 측정됩니다. 이 형상은 광범위한 점도에 걸쳐 유체의 점도를 측정하는 데 적합하며 제어된 조건에서 샘플을 전단해야 하는 응용 분야에 자주 사용됩니다.

3. 동적 점도 측정

Lab Rheometer를 사용한 동적 점도 측정에는 다음 단계가 포함됩니다.

샘플 준비

정확한 점도 측정을 위해서는 적절한 시료 준비가 중요합니다. 샘플은 균질하고 기포가 없어야 하며 온도가 정확해야 합니다. 필요한 샘플의 양은 사용된 측정 형상의 유형에 따라 다릅니다. 예를 들어, 원추형 레오미터에는 일반적으로 매우 적은 양(몇 밀리리터)의 시료가 필요한 반면, 동심 원통형 레오미터에는 더 많은 양의 시료가 필요할 수 있습니다.

기기 교정

샘플을 측정하기 전에 실험실 레오미터를 교정해야 합니다. 교정은 기기가 정확하고 신뢰할 수 있는 결과를 제공하도록 보장합니다. 여기에는 잘 정의된 점도를 가진 기준 유체와 같은 알려진 표준에 맞게 측정 시스템을 조정하는 작업이 포함됩니다. 교정 프로세스에는 토크 변환기, 각도 변위 센서 및 온도 제어 시스템을 점검하는 것이 포함될 수 있습니다.

측정 과정

샘플이 준비되고 기기가 교정되면 샘플이 측정 형상에 로드됩니다. 그런 다음 레오미터는 제어된 전단 속도 또는 전단 응력을 샘플에 적용합니다. 동적 점도 측정의 경우 정현파 진동 전단이 종종 적용됩니다. 여기에는 샘플에 작은 진폭의 진동 토크 또는 각도 변위를 적용하고 응답의 동위상 및 역위상 구성 요소를 측정하는 작업이 포함됩니다.

동위상 성분(저장 계수, $G'$)은 샘플의 탄성 거동을 나타내고, 위상 외 성분(손실 계수, $G''$)은 점성 거동을 나타냅니다. 동적 점도($\eta^*$)는 다음 공식을 사용하여 손실 계수와 각주파수($\omega$)로부터 계산할 수 있습니다.

$\eta^*=\frac{G''}{\omega}$

측정은 일반적으로 동적 점도의 주파수 의존적 거동을 연구하기 위해 다양한 각주파수에 걸쳐 수행됩니다.

4. 동적 점도 측정에 영향을 미치는 요인

여러 요인이 실험실 레오미터를 사용한 동적 점도 측정의 정확성에 영향을 미칠 수 있습니다.

온도

점도는 온도에 따라 크게 달라집니다. 온도가 증가하면 대부분의 유체의 점도가 감소합니다. 따라서 측정 과정에서는 정확한 온도 제어가 필수적입니다. 실험실 레오미터에는 샘플을 일정한 온도로 유지하기 위해 Peltier 소자 또는 순환 수조와 같은 온도 제어 시스템이 장착되어 있습니다.

전단율

대부분의 유체, 특히 비뉴턴 유체는 전단-희박화 또는 전단-농화 거동을 나타냅니다. 이는 전단 속도에 따라 점도가 변한다는 것을 의미합니다. 따라서 측정에 적합한 전단율 범위를 선택하는 것이 중요합니다. 뉴턴 유체의 경우 점도는 전단률과 무관하지만 비뉴턴 유체의 경우 점도는 전단률에 따라 크게 달라질 수 있습니다.

샘플 노화 및 열화

일부 샘플은 시간이 지남에 따라 노화 또는 분해되어 점도에 영향을 줄 수 있습니다. 예를 들어, 폴리머는 산화되거나 교차 결합되어 분자 구조와 점도가 변경될 수 있습니다. 따라서 시료를 준비한 후 가능한 한 빨리 측정하고 적절한 조건에서 시료를 보관하는 것이 중요합니다.

5. 다양한 산업 분야의 응용

실험실 레오미터를 사용하여 동적 점도를 정확하게 측정하는 기능은 다양한 산업 분야에서 수많은 응용 분야를 가지고 있습니다.

폴리머 산업

폴리머 산업에서는 폴리머 용융물과 용액을 특성화하기 위해 동적 점도 측정이 사용됩니다. 이는 고분자의 분자량, 분자량 분포 및 분지 구조를 결정하는 데 도움이 됩니다. 이 정보는 폴리머 합성, 가공 및 품질 관리에 중요합니다. 예를 들어, 사출 성형에서 폴리머 용융물의 점도는 금형 충전과 성형 부품의 최종 특성에 영향을 미칩니다.

식품 산업

식품 산업에서는 동적 점도 측정을 사용하여 식품의 질감과 안정성을 평가합니다. 소스, 크림, 음료 등 식품 재료의 유동 거동을 이해하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 샐러드 드레싱의 점도는 붓는 능력과 식감에 영향을 미칩니다. 동적 점도를 측정함으로써 식품 제조업체는 제품의 제형 및 가공 조건을 최적화할 수 있습니다.

석유 및 가스 산업

석유 및 가스 산업에서는 동적 점도 측정을 사용하여 원유, 윤활유 및 굴착 유체를 특성화합니다. 이는 저장소 엔지니어링, 파이프라인 운송 및 윤활에 중요한 이러한 유체의 흐름 특성을 결정하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 윤활유의 점도는 엔진과 기계의 마찰과 마모를 줄이는 능력에 영향을 미칩니다.

Lab Rubber Vulcanizing Press Lab Wear Testing Machine

6. 당사의 실험실 레오미터 제품

실험실 레오미터의 신뢰할 수 있는 공급업체로서 당사는 다양한 산업의 다양한 요구 사항을 충족하도록 설계된 광범위한 고품질 기기를 제공합니다. 당사의 레오미터에는 정밀한 온도 제어, 고감도 토크 측정, 사용자 친화적인 소프트웨어 등의 고급 기능이 탑재되어 있습니다. 또한 고객이 장비를 효과적으로 사용할 수 있도록 포괄적인 기술 지원과 교육을 제공합니다.

실험실 레오미터 외에도 당사는 다음과 같은 기타 관련 실험실 장비도 제공합니다.실험실 마모 시험기,실험실 고무 혼합 밀, 그리고실험실 고무 가황 프레스. 이 제품은 고무 및 폴리머 테스트를 위한 완벽한 솔루션을 제공하도록 설계되었습니다.

7. 결론 및 행동 촉구

실험실 레오미터가 동적 점도를 측정하는 방법을 이해하는 것은 유체 및 반유체 재료의 정확한 특성 분석에 의존하는 산업에 필수적입니다. 당사의 실험실 레오미터는 정확하고 안정적인 점도 측정을 제공하여 고객이 공정을 최적화하고 제품 품질을 보장할 수 있도록 설계되었습니다.

당사의 실험실 레오미터 또는 기타 실험실 장비에 대해 자세히 알아보고 싶으시면 당사에 연락하여 자세한 논의를 받으시기 바랍니다. 당사의 전문가 팀은 귀하의 특정 요구에 맞는 장비를 선택하는 데 도움을 주고 최고의 기술 지원과 서비스를 제공할 준비가 되어 있습니다.