Когда дело доходит до измерения вязкости, во многих отраслях промышленности обычно выбирают вискозиметры периодического действия. Как поставщик вискозиметров с глубоким пониманием этих приборов, я неоднократно обсуждал с клиентами плюсы и минусы различных типов вискозиметров. Хотя вискозиметры периодического типа имеют свои преимущества, они также имеют ряд заметных недостатков, о которых следует знать потенциальным покупателям.
Ограниченное измерение в реальном времени
Одним из наиболее существенных недостатков вискозиметров периодического действия является их неспособность предоставлять данные о вязкости в реальном времени. В вискозиметре периодического действия образец отбирается из технологического процесса, помещается в вискозиметр и затем измеряется. Это означает, что измерение отражает вязкость пробы в момент ее взятия, а не непрерывную, с точностью до минуты вязкость технологической жидкости.
Для применений, где вязкость жидкости быстро меняется, например, в химических реакциях, где скорость реакции влияет на вязкость, это может стать серьезной проблемой. Например, в процессе полимеризации вязкость раствора полимера может значительно увеличиваться за короткий период по мере развития реакции. Вискозиметр периодического действия может дать вам только моментальную картину вязкости на момент отбора проб, и к моменту завершения измерения фактическая вязкость в процессе может существенно измениться. Отсутствие данных в режиме реального времени может затруднить эффективный контроль процесса, что приводит к нестабильному качеству продукции.
Обращение с пробами и риски загрязнения
Вискозиметры периодического действия требуют ручной обработки проб. Это включает в себя отбор пробы из технологического процесса, перенос ее в вискозиметр и последующую очистку вискозиметра после завершения измерения. Каждый шаг в этом процессе сопряжен с потенциальными рисками.
При отборе пробы существует риск не получить репрезентативную пробу всей технологической жидкости. Например, если жидкость имеет неоднородный состав или в процессе процесса существуют градиенты вязкости, образец может неточно отражать общую вязкость. Это может привести к неточным измерениям и неправильным решениям по управлению технологическим процессом.
Более того, перенос образца из процесса в вискозиметр может привести к появлению загрязнений. Эти загрязнения могут повлиять на вязкость образца, что приведет к ложным показаниям. Даже небольшое количество пыли, мусора или других посторонних веществ может изменить свойства потока жидкости и, таким образом, повлиять на результаты измерения вязкости. Очистка вискозиметра после измерения имеет решающее значение для предотвращения перекрестного загрязнения различных образцов. Однако тщательная очистка может занять много времени и не всегда быть полностью эффективной, особенно если вискозиметр имеет сложную внутреннюю структуру.
Операция, отнимающая много времени
Работа вискозиметра периодического действия, как правило, требует больше времени по сравнению с некоторыми другими типами вискозиметров, такими как онлайн-вискозиметры. Процесс отбора пробы, подготовки вискозиметра, выполнения измерения и последующей очистки вискозиметра может занять значительное время.
В производственной среде, где время имеет решающее значение, это может замедлить весь процесс. Например, на предприятии по производству пищевых продуктов, где вязкость соуса необходимо часто контролировать во время производства, использование вискозиметра периодического действия может привести к задержкам. Рабочим приходится ждать результатов измерений, прежде чем они смогут внести коррективы в процесс, что может привести к удлинению производственных циклов и снижению производительности.
Ограниченная применимость к высокопроизводительным процессам
Вискозиметры периодического действия не очень подходят для процессов с высокой производительностью. В высокопроизводительных приложениях большие объемы жидкости обрабатываются непрерывно, и существует необходимость в быстрых и частых измерениях вязкости. Поскольку вискозиметры периодического типа могут измерять только одну пробу за раз, а процесс измерения занимает много времени, они не могут идти в ногу с темпами высокопроизводительных процессов.
Например, на нефтеперерабатывающем заводе, где ежедневно перерабатываются тысячи баррелей сырой нефти, вискозиметр периодического типа не сможет своевременно обеспечить необходимое количество измерений вязкости. В таких случаях более подходящим выбором являются онлайн-вискозиметры, которые могут непрерывно контролировать вязкость текущей жидкости.
Проблемы контроля температуры
Поддержание точного контроля температуры имеет решающее значение для измерения вязкости, поскольку вязкость сильно зависит от температуры. Вискозиметры периодического действия часто сталкиваются с трудностями при достижении и поддержании точного контроля температуры.
Когда образец взят из процесса и помещен в вискозиметр, температура образца может быстро измениться, особенно если температура окружающей среды отличается от температуры процесса. Это изменение температуры может существенно повлиять на измерение вязкости. Кроме того, вискозиметры периодического действия могут иметь ограниченные возможности нагрева или охлаждения, что затрудняет поддержание постоянной температуры образца на протяжении всего процесса измерения.
Напротив, некоторые онлайн-вискозиметры можно интегрировать непосредственно в процесс, где температура лучше контролируется. Это позволяет более точно измерять вязкость в реальных условиях процесса.
Стоимость – эффективность в долгосрочной перспективе
Хотя вискозиметры периодического типа могут иметь более низкую первоначальную стоимость покупки по сравнению с некоторыми высококачественными онлайн-вискозиметрами, в долгосрочной перспективе они могут оказаться не самым экономичным вариантом. Время и труд, необходимые для обработки и очистки проб, а также вероятность неточных измерений со временем могут привести к увеличению затрат.
Неточные измерения вязкости могут привести к проблемам с качеством продукции, что может привести к отзыву продукции, переработке или потере клиентов. Также могут возникнуть дополнительные трудозатраты, связанные с трудоемкой работой вискозиметров периодического типа. С другой стороны, онлайн-вискозиметры, хотя и стоят дороже на начальном этапе, могут предоставлять непрерывные и точные данные, уменьшать необходимость ручной обработки проб и улучшать контроль процесса, что в конечном итоге приводит к экономии затрат в долгосрочной перспективе.
Альтернативы вискозиметрам периодического действия
Если недостатки вискозиметров периодического действия вас беспокоят, существуют альтернативные варианты. Одним из таких вариантов являетсяРотационный вискозиметр. Ротационные вискозиметры работают путем измерения крутящего момента, необходимого для вращения шпинделя или качания в жидкости. Они могут обеспечить более точные и непрерывные измерения вязкости, особенно для неньютоновских жидкостей.
Эти вискозиметры могут использоваться в различных приложениях, включая лаборатории, производство и контроль качества. Они предоставляют данные в режиме реального времени, что важно для процессов, в которых вязкость быстро меняется. Кроме того, ротационные вискозиметры можно настроить для работы при различных скоростях сдвига, что позволяет получить более полное представление о реологических свойствах жидкости.
В заключение, хотя вискозиметры периодического типа широко использовались в прошлом, их ограничения с точки зрения измерения в реальном времени, обработки проб, затрат времени и применимости к высокопроизводительным процессам делают их менее подходящими для многих современных промышленных применений. Как поставщик вискозиметров, мы понимаем уникальные потребности различных отраслей промышленности и можем помочь вам выбрать наиболее подходящий вискозиметр для ваших конкретных требований. Если вы столкнулись с проблемами измерения вязкости в своем процессе или подумываете о модернизации вашего текущего вискозиметра, мы приглашаем вас связаться с нами, чтобы обсудить варианты и найти лучшее решение для вашего бизнеса.
Ссылки
- ASTM D2196-18, Стандартные методы испытания реологических свойств неньютоновских материалов с помощью ротационного вискозиметра.
- Барнс, Х.А., Хаттон, Дж.Ф., и Уолтерс, К. (1989). Введение в реологию. Эльзевир.
- Стеффе, Дж. Ф. (1996). Реологические методы в пищевой промышленности. Фриман Пресс.