Wiele, jeśli nie większość płynów wykazuje zachowania nienewtonowskie. Mówi się, że płyn jest nienewtonowski, gdy jego zmierzona lepkość zależy od prędkości ścinania, z jaką przeprowadzany jest pomiar.

Lepkość jest zdefiniowana jako stosunek naprężenia ścinającego do szybkości ścinania, gdy płyn poddawany jest jednorodnemu ścinaniu, pokazany schematycznie na ryc. 1:

Gdy siła oporu (naprężenie ścinające) jest proporcjonalna do prędkości dolnej płyty (szybkość ścinania), płyn nazywa się Newtonem. Jego lepkość jest proporcjonalna do stosunku siły oporu do prędkości. Dlatego lepkość nie zależy od tego, jak szybko jest ścinana; naprężenie ścinające po prostu wzrośnie, aby dotrzymać kroku prędkości ścinania. Im większy stosunek naprężenia ścinającego do prędkości ścinania, tym wyższa lepkość (dwie proste linie na ryc. 2 poniżej):

Jednym z rodzajów nienewtonowskich zachowań, które są wspólne dla wielu płynów, jest to, że zmierzona lepkość maleje wraz ze wzrostem szybkości ścinania wiskozymetru. Nazywa się to zachowaniem przerzedzania przez ścinanie. Stosunek cieczy ścinającej do szybkości ścinania do szybkości ścinania zaczyna się od wysokiej, ale maleje wraz ze wzrostem szybkości ścinania. Na ryc. 2 powyżej naprężenie ścinające cieczy rozrzedzającej ścinanie w funkcji krzywej szybkości ścinania rozpoczyna się równolegle do cieczy o wysokiej lepkości i zwija się równolegle do cieczy o niskiej lepkości. Płyn staje się cieńszy, im szybciej jest ścinany.

Większość płynów wykazuje nieliniowy związek między naprężeniem ścinającym a szybkością ścinania. Oznacza to, że zmierzona lepkość zależy od rodzaju lepkościomierza zastosowanego do pomiaru. SRV ma znacznie większą szybkość ścinania niż większość lepkościomierzy rotacyjnych, kapilarnych i wypływowych. Dlatego SRV często wykazuje zasadniczo inną lepkość niż laboratoryjny instrument obrotowy.

W poniższych akapitach opisano pomiary typowego płynu rozrzedzającego przy ścinaniu oraz implikacje dla pomiarów in-line za pomocą Rheonics SRV.

Skoncentrowane roztwory detergentów, takie jak szampony, płyny do mycia naczyń i zmiękczacze do tkanin, zazwyczaj wykazują właściwości rozrzedzające przy ścinaniu. Gdy do pomiaru ich lepkości stosuje się wiskozymetr rotacyjny, taki jak Brookfield DV, wskazana lepkość maleje wraz ze wzrostem prędkości obrotowej wrzeciona. Poniższe chart, rys. 3, ilustruje to zachowanie przy zmniejszaniu się ścinania:

Chociaż szybkość ścinania nie jest dobrze zdefiniowana dla większości wiskozymetrów, można wykazać, że szybkość ścinania wiskozymetrów wibracyjnych, takich jak Rheonics SRV jest ponad sto razy wyższy niż typowy wiskozymetr Brookfielda, Fanna lub innego wiskozymetru rotacyjnego. Oznacza to, że SRV działa na ogonie krzywej szybkości ścinania charakteryzującym się wysokim ścinaniem. Wskazywana przez niego lepkość jest znacznie niższa niż w przypadku większości innych niewibracyjnych procesów pomiaru lepkości.

Kiedy mierzono za pomocą a Rheonics Wiskozymetr SRV, zmiękczacz do tkanin, daje wskazaną lepkość 9.7 cPs. Znacznie niższa wartość wynika z tego samego zjawiska widocznego na ryc. 1, czyli spadku lepkości wraz ze wzrostem prędkości wrzeciona. Materiał ulega rozrzedzeniu pod wpływem ścinania, a szybkość ścinania SRV jest o około dwa rzędy wielkości większa niż osiągalna w przypadku typowych wiskozymetrów rotacyjnych. Dlatego niemożliwe jest uzyskanie numerycznego dopasowania między SRV i wiskozymetrami rotacyjnymi, z wyjątkiem płynów ściśle newtonowskich, to znaczy niezależnych od szybkości ścinania.

Co to oznacza dla aplikacji, w których płyn jest silnie zależny od ścinania? Zależy to ściśle od tego, do czego będzie używany SRV.

Typowym zastosowaniem wiskozymetru wbudowanego jest monitorowanie lepkości produktu w celu sprawdzenia, czy jego lepkość pozostaje stała. Operator może następnie dostosować parametry procesu, aby utrzymać lepkość w określonym zakresie. W takim przypadku możliwe może być wyprowadzenie wzoru konwersji, który na to pozwoli Rheonics Odczyty SRV należy skorelować z pomiarami laboratoryjnymi w określonych warunkach ścinania.

Alternatywnie, Rheonics SRV może służyć jako czujnik w pętli sterującej do automatycznego dostosowywania jednego lub większej liczby parametrów procesu w celu utrzymania lepkości produktu w określonych granicach. Typowym zastosowaniem są maszyny drukarskie fleksograficzne lub rotograwiurowe, w których Rheonics SRV służy do utrzymywania stałej lepkości farby drukarskiej.

W obu przypadkach, gdy wysoce nienewtonowskie płyny, takie jak produkty zawierające mydło i środki powierzchniowo czynne, są monitorowane lub kontrolowane, SRV musi działać w płynie przepływającym obok czujnika. Nie da powtarzalnych odczytów, jeśli zostanie po prostu zanurzony w zlewce produktu. W przypadku zastosowania w linii zawierającej płynny produkt, da wyraźną i powtarzalną reakcję na wszelkie zmiany lepkości produktu.

UWAGA: Reżim przepływu (spójność) jest ważny dla uzyskania niezawodnego i dokładnego monitorowaniaoring w nienewtonowskich płynach procesowych. Przeprowadź płyn przez czujnik i zapewnij spójny reżim przepływu, utrzymując podobną prędkość i przekrój płynu podczas wszystkich pomiarów.

Przy ocenie Rheonics SRV dla konkretnego pomiaru inline, istotne jest, aby obsługiwać SRV w rzeczywistych warunkach procesu. SRV należy umieścić w linii technologicznej, w której przepływa produkt, a lepkość i temperaturę należy zarejestrować podczas pracy linii technologicznej.

Jest absolutnie niezbędne, aby SRV NIE był oceniany na podstawie pomiarów statycznych. Umieszczenie SRV w zlewce z płynem stacjonarnym zazwyczaj nie daje pomiarów zgodnych z pomiarami wykonanymi na rzeczywistej linii technologicznej z prędkościami przepływu typowymi dla działania tego procesu.

W przypadku zastosowań, w których nie jest jasne, czy Rheonics SRV dostarczy przydatne pomiary, prosimy o kontakt Rheonics aby umówić się na próbę jednego z czujników SRV w Twojej aplikacji.