Atomizacja to proces rozdrabniania cieczy na drobne kropelki, zazwyczaj poprzez przetłaczanie jej przez dyszę, czasami wspomagany przez gaz o dużej prędkości lub ciśnieniu. Znane przykłady to perfumy w sprayu, węże ogrodowe i dezodoranty w aerozolu. Lepkość odgrywa kluczową rolę w rozpylaniu, bezpośrednio wpływając na wielkość kropli, wzór rozpylania i natężenie przepływu. Wbudowany monitoring lepkości zapewnia stałą wydajność i zapobiega nierównomiernemu rozprowadzaniu, zatykaniu lub zużyciu sprzętu.
Spis treści
- Wprowadzenie
- Rheonics Wiskozymetr liniowy SRV
- Znaczenie lepkości w atomizacji
- Kluczowe aplikacje
- Warunki procesu i najlepsze praktyki
Wprowadzenie
W środowiskach przemysłowych atomizacja odgrywa ważną rolę w zastosowaniach, w których wielkość kropli, dystrybucja i spójność mogą wpływać na jakość i wydajność produktu. Branże, w których stosuje się ten proces, to m.in. żywność i farmaceutyka (suszenie rozpyłowe), motoryzacja i elektronika (powlekanie rozpyłowe), rolnictwo (rozpylanie pestycydów i nawozów) oraz produkcja (nakładanie farb).
Zwykle stosuje się tradycyjne próbkowanie laboratoryjne, ale dostarcza ono sporadycznych spostrzeżeń, które nie są w stanie uchwycić zmian w czasie rzeczywistym. Z drugiej strony pomiary inline zapewniają ciągłą i bieżącą widoczność procesu, umożliwiając szybszą reakcję.
Rheonics Wiskozymetr liniowy SRV
Rheonics Czujnik SRV mierzy szeroki zakres lepkości i temperatury w czasie rzeczywistym i nadaje się do montażu w zbiornikach w celu monitorowania procesów mieszania oraz w rurociągach w celu ciągłego pomiaru przepływającego płynu. Jest on specjalnie przystosowany do szybkich procesów mieszania i nie jest narażony na obecność pęcherzyków w płynie ani na drgania zewnętrzne.
Ten czujnik jest skalibrowany fabrycznie i nie wymaga ponownej kalibracji przez cały okres eksploatacji. Jednak klienci mogą wymagać kalibracji lub weryfikacji instrumentów używanych w ich branży w ramach kontroli jakości. Opcjonalne ponowne regulacje lub korekty przesunięcia mogą być wykonywane, jeśli są potrzebne do dopasowania do konkretnych odniesień. Aby uzyskać więcej szczegółów, zobacz Kalibracja wiskozymetru procesowego SRV w terenie i fabryce.
Rheonics technologia czujników opiera się na zrównoważonym rezonatorze skrętnym (BTR). Ta opatentowana technologia ma znaczną przewagę nad konkurencją, ponieważ pozwala czujnikom być kompaktowymi, lekkimi i odpornymi na zewnętrzne wibracje.
Zawór SRV jest dostępny w konfiguracjach kompatybilnych z zastosowaniami wysokociśnieniowymi, dzięki czemu idealnie nadaje się do instalacji wstępnego natryskiwania, w których przewody mają małe średnice i pracują pod wysokim ciśnieniem.
Rheonics oferuje dedykowane wysokociśnieniowe ogniwa przepływowe i adaptery. Na przykład:
Komora przepływowa higieniczna G1/2
Charakterystyka:
- Przyłącze gwintowane G 1/2″
- Maksymalne ciśnienie: 500 barów (7250 psi).
- Objętość płynu: 9 ml.
- Materiał: Stal nierdzewna 316L.
- Idealny do małych linii (DN5 do DN25) lub obejść w większych rurociągach.
- Konstrukcja higieniczna, odpowiednia do zastosowań w czyszczeniu na miejscu (CIP), wymaga O-ring opieczętowanie.
- Zaleca się montaż zgodnie z kierunkiem przepływu (oznaczonym na powierzchni), ale można go również odwrócić.
Komórka przepływowa wysokiego ciśnienia
Charakterystyka:
- Gwintowane przyłącze sondy czujnika 3/4″ NPT, porty wlotowe/wylotowe 9/16″-18 UNF.
- Maksymalne ciśnienie: 690 barów (10,000 psi).
- Objętość płynu: 4.3 ml.
- Kompaktowa konstrukcja do zastosowań wymagających wysokiego ciśnienia i temperatury.
- Zaprojektowane do zapewnienia optymalnego kontaktu z płynami w przewodach o małej średnicy lub obejściach.
- Wymaga uszczelnienia PTFE i specjalnych adapterów wlotowych/wylotowych (brak w zestawie).
Komórka przepływowa NPT 3/4”
Charakterystyka:
- Przyłącza czujników i rur 3/4″ – 14 NPT.
- Maksymalne ciśnienie: 200 barów (2900 psi).
- Objętość płynu: 60 ml.
- Nadaje się do montażu w linii lub jako obejście w większych rurociągach.
- Zapewnia stabilny profil przepływu wokół elementu pomiarowego SRV.
- Standardowa instalacja NPT, wymagane uszczelnienie taśmą teflonową
Akcesoria te umożliwiają niezawodną instalację i wydajność w systemach ciśnieniowych. Aby uzyskać więcej opcji akcesoriów, postępuj zgodnie z Rheonics Akcesoria do wiskozymetrów SRV.
Znaczenie lepkości w atomizacji
Na atomizację i łatwość atomizacji strumienia cieczy po wyjściu z otworu wpływa wiele czynników. Wśród tych czynników znajdują się właściwości cieczy, takie jak napięcie powierzchniowe, lepkość i gęstość.
Lepkość mierzy opór cieczy na przepływ. Wraz ze wzrostem lepkości ciecz staje się trudniejsza do pompowania, mieszania lub transportu. Dlatego pomiar lepkości staje się kluczowym aspektem procesu.
Monitorowanie lepkości w trybie inline przed rozpylaczami umożliwia kontrolę formowania się kropli w czasie rzeczywistym, zapewniając spójność:
- Rozmiar kropli: Większa lepkość zwykle powoduje większe rozmiary kropli. Na przykład w powłokach nieprawidłowe rozmiary kropli powodują nierówne powierzchnie, skórkę pomarańczową lub obwisanie. W spalaniu rozmiar kropli wpływa na wydajność paliwową i emisje.
- Kąt i wzór natrysku: Zmiany lepkości mogą wpływać na kąt i wzór natrysku, co prowadzi do nierównomiernego pokrycia. Jest to krytyczne w przypadku zastosowań takich jak opryskiwanie rolnicze lub powlekanie przemysłowe.
- Przepływ i wydajność dyszy: Zmiany lepkości mogą mieć wpływ na szybkość przepływu przez dyszę. Płyny o wysokiej lepkości mogą wymagać większego ciśnienia i prowadzić do zatykania dyszy, zmniejszając wydajność, a nawet powodując zużycie sprzętu.
Pomiar lepkości pozwala na dostosowanie parametrów atomizacji w celu uzyskania powtarzalnych wyników.
Kluczowe aplikacje
Oto najważniejsze zastosowania atomizacji i powody, dla których monitorowanie lepkości jest tak istotne:
Suszenie rozpyłowe (żywność, farmaceutyka, chemikalia)
Lepkość bezpośrednio wpływa na formowanie się kropli podczas suszenia rozpyłowego, co z kolei wpływa na kinetykę suszenia, rozkład wielkości cząstek, gęstość nasypową, sypkość i rozpuszczalność powstałego proszku. Monitorowanie lepkości przed dyszą zapewnia stałą jakość proszku, zapobiega zatykaniu się dyszy i zwiększa efektywność energetyczną.
Zastosowania powłok (powłoki motoryzacyjne, przemysłowe, funkcjonalne)
Lepkość cieczy powłokowej określa wielkość kropli, wzór natrysku, grubość filmu, poziomowanie i ostateczny wygląd powierzchni, wykluczając wady takie jak skórka pomarańczowa, zacieki lub zwisanie. Kontrola lepkości w linii zapewnia jednolitą grubość, poprawia jakość wykończenia, minimalizuje odpady i zapobiega zanieczyszczeniu dysz.
Przetwarzanie chemiczne i natryskiwanie reakcji (systemy SCR, oczyszczanie gazów, polimeryzacja)
W procesach takich jak oczyszczanie spalin, polimeryzacja natryskowa czy dozowanie katalityczne, atomizacja jest kluczowa dla wymiany masy i skuteczności reakcji. Zmiany lepkości mogą prowadzić do zaburzeń penetracji i jednorodności natrysku. Ciągły monitoring pomaga utrzymać wydajność reakcji, uniknąć zatykania i zapewnić jednorodność produktu.
Atomizacja paliwa (silniki spalinowe, turbiny gazowe, palniki)
Lepkość paliwa określa jakość atomizacji, która dodatkowo wpływa na parowanie, mieszankę paliwowo-powietrzną, wydajność spalania i wskaźniki emisji, takie jak NOx (tlenki azotu) i SO2 (dwutlenek siarki). Pomiary inline są niezbędne w obsłudze różnych mieszanek paliw, takich jak biopaliwa lub ciężkie oleje, aby uniknąć koksowania i zapewnić stabilne spalanie.
Opryski rolnicze (pestycydy, herbicydy, nawozy)
Na rozkład wielkości kropli cieczy w zastosowaniach rolniczych w dużym stopniu wpływa lepkość cieczy, wpływająca na potencjał znoszenia, penetrację w głąb korony roślin oraz aktywność biologiczną. Monitorowanie w czasie rzeczywistym umożliwia precyzyjne stosowanie, ograniczenie efektów ubocznych oraz modyfikację formulacji lub zmian temperatury.
Nawilżanie i klimatyzacja (przemysłowe, HVAC)
W nawilżaczach HVAC i przemysłowych lepkość sprawia, że wielkość kropli i szybkość parowania zależą od niej, co wpływa na kontrolę wilgotności, zużycie energii i zwilżanie powierzchni. Pomiar inline zapewnia odpowiednią kontrolę wilgotności.
Powłoka na wyroby medyczne (stenty, cewniki)
Powłoki medyczne wymagają bardzo jednorodnej grubości, aby zapewnić skuteczne uwalnianie leku i prawidłową odpowiedź funkcjonalną. Lepkość jest jednym z ważnych parametrów, które należy regulować podczas aplikacji natryskowej. Monitorowanie w linii produkcyjnej zapewnia spójność, spełnia rygorystyczne standardy walidacji i zmniejsza ryzyko błędów w partiach.
Produkcja addytywna (strumieniowanie spoiwa, strumieniowanie materiału)
W technologiach druku 3D, takich jak druk strumieniowy z lepiszczem, lepkość wpływa na kształt kropli, dokładność i interakcję z podłożem lub warstwą proszku, co przekłada się na rozdzielczość i wytrzymałość mechaniczną. Monitorowanie w czasie rzeczywistym poprawia jakość części, zmniejszając ryzyko awarii partii.
Warunki procesu i najlepsze praktyki
Możliwość czyszczenia sondy
Rheonics Lepkościomierz SRV jest łatwy w instalacji w rurach lub zbiornikach. Klient powinien skonfigurować przyłącze procesowe sondy i długość zgodnie z wymaganiami dla każdego zastosowania. Długość sondy jest dostosowywalna, co pozwala na prawidłowe zanurzenie elementu pomiarowego w płynie. Dobre zanurzenie jest kluczowe dla pomiaru dokładnych danych i minimalizacji osadów na obszarze pomiarowym, jeśli istnieje prawdopodobieństwo ich wystąpienia ze względu na skład płynu.
Ograniczenie prędkości przepływu
Rheonics czujniki są generalnie kompatybilne z prędkościami przepływu do 10 m/s. Ponieważ w liniach zasilania atomizera prędkości przepływu mogą osiągać tak wysokie prędkości, że zapobiegają osiadaniu, zaleca się instalowanie sondy równolegle do kierunku przepływu w kolankach, ponieważ może to zmniejszyć uderzenia mechaniczne. Jednak prędkości w tym zakresie mogą nadal dodawać zbyt dużo szumu do odczytów. Aby uzyskać więcej szczegółów, zobacz Rheonics Czujniki typu SR do zastosowań o dużym natężeniu przepływu i dużej lepkości.
Cząsteczki w płynie
Rheonics czujniki mogą obsługiwać mikronowe miękkie cząstki z minimalnym wpływem na dokładność, a wszelkie dodatkowe zakłócenia sygnału mogą być filtrowane przez elektronikę. Jednak płyny atomizujące, które często zawierają większe cząstki (w skali milimetrowej lub większej), mogą powodować niestabilność odczytu i mechaniczne uszkodzenia czujnika. Dlatego należy rozważyć wstępne przesiewanie lub instalację z dala od tych cząstek.
