إن كيفية عمل مقياس اللزوجة هو سؤال غالبًا ما يبرز عند التعامل مع المواد التي تكون خصائص تدفقها مهمة. باعتباري أحد موردي أجهزة قياس اللزوجة، فأنا متحمس لتحليل خصوصيات وعموميات هذه الأجهزة الأنيقة.
أولا، دعونا نفهم ما هي اللزوجة. اللزوجة هي في الأساس مقياس لمقاومة السائل للتدفق. فكر في العسل والماء. العسل سميك ويتدفق ببطء، لذلك فهو ذو لزوجة عالية. ومن ناحية أخرى، يتدفق الماء بسهولة وله لزوجة منخفضة. تُستخدم أجهزة قياس اللزوجة لقياس هذه الخاصية بدقة، وهي تأتي في أنواع مختلفة.
أحد الأنواع الشائعة هو مقياس اللزوجة الشعري. إنه يعمل على مبدأ بسيط جدًا. لديك أنبوب صغير، أو أنبوب شعري، يتم من خلاله تدفق السائل. يتم قياس الوقت الذي يستغرقه السائل للمرور عبر قسم معين من الشعيرات الدموية. كلما زاد الوقت، زادت اللزوجة. وذلك لأن السائل الأكثر لزوجة يواجه صعوبة في الضغط عبر الأنبوب الضيق.
يعتمد مقياس اللزوجة الشعري على قانون بوازويل، الذي يصف تدفق السائل عبر أنبوب أسطواني. وفقًا لهذا القانون، يرتبط معدل التدفق بفرق الضغط عبر الأنبوب، ونصف قطر الأنبوب، وطول الأنبوب، ولزوجة السائل. ومن خلال قياس معدل التدفق ومعرفة العوامل الأخرى، يمكننا حساب اللزوجة.
تعتبر مقاييس اللزوجة الشعرية رائعة لقياس لزوجة السوائل النيوتونية. الموائع النيوتونية هي تلك التي تظل لزوجتها ثابتة بغض النظر عن معدل القص. الماء ومعظم الزيوت الرقيقة هي سوائل نيوتونية. كما أنها بسيطة وغير مكلفة نسبيًا، مما يجعلها خيارًا شائعًا في العديد من المختبرات. إذا كنت مهتمًا بـ أمقياس اللزوجة المختبريقد يكون من النوع الشعري أو يستخدم مبدأ مشابهًا.
نوع آخر هو مقياس اللزوجة الكرة المتساقطة. هنا، يتم إسقاط كرة صغيرة في أنبوب مملوء بالسائل. عندما تسقط الكرة عبر السائل، فإنها تتعرض لقوة سحب بسبب لزوجة السائل. يتم قياس السرعة النهائية للكرة، وهي السرعة الثابتة التي تصل إليها بعد فترة زمنية قصيرة. وترتبط هذه السرعة بلزوجة السائل.
يستخدم قانون ستوكس لحساب اللزوجة من السرعة النهائية للكرة. ينص قانون ستوكس على أن قوة السحب المؤثرة على كرة صغيرة تتحرك عبر مائع لزج تتناسب طرديًا مع سرعة الكرة، ونصف قطرها، ولزوجة السائل. ومن خلال قياس السرعة النهائية ومعرفة نصف قطر الكرة وكثافة الكرة والمائع، يمكننا تحديد اللزوجة.
تعتبر أجهزة قياس اللزوجة ذات الكرة المتساقطة مناسبة أيضًا للسوائل النيوتونية. إنها سهلة الاستخدام ويمكن أن توفر نتائج دقيقة. ومع ذلك، فهي ليست متعددة الاستخدامات مثل بعض الأنواع الأخرى عندما يتعلق الأمر بقياس السوائل غير النيوتونية.
الآن، دعونا نتحدث عنأجهزة قياس اللزوجة الدوارة. هذه أكثر تعقيدًا بعض الشيء ولكنها مفيدة جدًا لقياس كل من السوائل النيوتونية وغير النيوتونية. يحتوي مقياس اللزوجة الدوار عادةً على مغزل مغمور في السائل ويتم تدويره بسرعة ثابتة. عندما يدور المغزل، فإنه يواجه عزمًا بسبب مقاومة السائل للتدفق.
يتم قياس عزم الدوران، ويستخدم هذا القياس لحساب اللزوجة. تعتمد العلاقة بين عزم الدوران وسرعة الدوران واللزوجة على هندسة المغزل والحاوية التي تحمل السائل. يمكن ضبط مقاييس اللزوجة الدوارة على سرعات دوران مختلفة، وهو أمر مهم لقياس السوائل غير النيوتونية. السوائل غير النيوتونية هي تلك التي تتغير لزوجتها مع معدل القص. على سبيل المثال، تصبح بعض السوائل أرق عندما يتم تحريكها بقوة أكبر (القص - سوائل التخفيف)، بينما تصبح أخرى أكثر سمكًا (القص - سوائل سماكة).
هناك أيضاأجهزة قياس اللزوجة الدقيقة. وهي مصممة لقياس لزوجة العينات الصغيرة جدًا. غالبًا ما يستخدمون قنوات ميكروفلويديك أو مكونات مصغرة أخرى. تعتبر أجهزة قياس اللزوجة الدقيقة مفيدة في التطبيقات التي لا تتوفر فيها سوى كمية صغيرة من السوائل، كما هو الحال في الأبحاث البيولوجية أو الصيدلانية.
يمكن أن تعمل أجهزة قياس اللزوجة الدقيقة بناءً على مبادئ مختلفة، مثل قياس تدفق السائل عبر قناة صغيرة أو تشوه البنية الدقيقة في السائل. أنها توفر حساسية عالية ويمكن أن توفر نتائج سريعة.
في التطبيقات الصناعية، تلعب أجهزة قياس اللزوجة دورًا حاسمًا. على سبيل المثال، في صناعة الطلاء، تؤثر لزوجة الطلاء على خصائص تطبيقه. إذا كانت اللزوجة عالية جدًا، فقد يكون من الصعب توزيع الطلاء بالتساوي. إذا كان منخفضًا جدًا، فقد يتساقط أو يسيل. باستخدام مقياس اللزوجة، يمكن لمصنعي الطلاء التأكد من أن منتجاتهم تتمتع باللزوجة المناسبة لتحقيق الأداء الأمثل.
في صناعة المواد الغذائية، تعتبر اللزوجة مهمة بالنسبة لمنتجات مثل الصلصات والضمادات ومنتجات الألبان. يمكن أن تؤثر اللزوجة الصحيحة على ملمس هذه المنتجات وملمسها. على سبيل المثال، صلصة السلطة السميكة والكريمية أكثر جاذبية من تلك الرقيقة والسائلة.
في صناعة النفط والغاز، تُستخدم أجهزة قياس اللزوجة لقياس لزوجة النفط الخام والمنتجات المكررة. تؤثر لزوجة الزيت على تدفقه عبر خطوط الأنابيب وأدائه في المحركات. ومن خلال معرفة اللزوجة، يمكن لشركات النفط تحسين عمليات الإنتاج والنقل الخاصة بها.
باعتباري أحد موردي أجهزة قياس اللزوجة، أعلم أن اختيار مقياس اللزوجة المناسب لتطبيقك أمر بالغ الأهمية. يجب أن تأخذ في الاعتبار عوامل مثل نوع السائل الذي تقيسه (نيوتني أو غير نيوتوني)، ونطاق اللزوجة الذي تتوقعه، وحجم العينة المتاحة، وميزانيتك.
إذا كنت في السوق لشراء مقياس اللزوجة، سواء كان ذلكمقياس اللزوجة المختبري، أمقياس اللزوجة الصغير، أو أمقياس اللزوجة الدوارة، لقد قمنا بتغطيتك. نحن نقدم مجموعة واسعة من أجهزة قياس اللزوجة ذات ميزات وإمكانيات مختلفة لتلبية احتياجاتك الخاصة.
إذا كنت مهتمًا بمعرفة المزيد أو مناقشة متطلباتك، فلا تتردد في التواصل معنا. نحن هنا لمساعدتك في العثور على مقياس اللزوجة المثالي لتطبيقك والتأكد من حصولك على قياسات لزوجة دقيقة وموثوقة.
مراجع
- "مقدمة لميكانيكا الموائع" بقلم GK Batchelor
- "قياس اللزوجة والتدفق" بقلم HA Barnes وJF Hutton وK. Walters