Η συζήτηση σχετικά με το ρεόμετρο και το ιξωδόμετρο μπορεί να προκαλέσει σύγχυση στους ανθρώπους. Γιατί; Ο λόγος είναι ότι αυτοί οι δύο τύποι εξοπλισμού δοκιμών αναλύουν τη ροή των ρευστών. Ως αποτέλεσμα, οι άνθρωποι μπορεί να τα θεωρούν το ίδιο πράγμα. Να θυμάστε ότι η εργασία τους είναι διαφορετική και παρέχουν μοναδικές γνώσεις σχετικά με τη ρευστότητα.
Το ρεόμετρο παρέχει λεπτομερέστερες πληροφορίες σχετικά με τη συνολική συμπεριφορά του ρευστού. Αντίθετα, τα ιξωδόμετρα περιορίζουν το πεδίο της ανάλυσής τους. Συζητά πόσο παχύρρευστο είναι ένα ρευστό και παρέχει συγκεκριμένες τιμές ιξώδους. Αυτά τα κομμάτια εξοπλισμού δοκιμών διαφέρουν σε πολλά σημεία. Σε αυτό το άρθρο, θα συζητήσω όλες τις διαφορές μεταξύ ενός ιξωδόμετρου και ενός ρεομέτρου.
Επισκόπηση του ρεομέτρου & του ιξωδόμετρου
Στο προηγούμενο άρθρο, επικεντρώθηκα σε το ρεόμετρο και η βασική λειτουργία του. Θα πρέπει να διαβάσετε αυτό το άρθρο αν δεν ξέρετε τι είναι το ρεόμετρο. Ωστόσο, αυτό το άρθρο αφορά περισσότερο τη σύγκρισή του με τα ιξωδόμετρα.
Το ιξωδόμετρο είναι μια συσκευή δοκιμής που μετρά το ιξώδες των υγρών. Αναλύει την αντίσταση που συναντά ένα ρευστό καθώς ρέει. Μετά την ανάλυση, παρέχει μια ειδική τιμή ιξώδους για το ρευστό. Λειτουργεί μόνο σε ρευστά των οποίων το ιξώδες παραμένει σταθερό ανεξάρτητα από εξωτερικούς παράγοντες ή συνθήκες.
Ας υποθέσουμε ότι ελέγχετε το νερό με ιξωδόμετρο. Θα δείξει ότι το νερό έχει ιξώδες περίπου 1,00 cP. Ομοίως, το ιξώδες του γάλακτος είναι περίπου 2,10 cP. Θα σας δίνει πάντα έναν σαφή αριθμό ή τιμή για το ιξώδες συγκεκριμένων υγρών. Υπάρχουν δύο τύποι υγρών: το ένα διατηρεί σταθερό ιξώδες και το άλλο αλλάζει ιξώδες υπό πίεση.
Το ιξωδόμετρο χρησιμοποιείται μόνο για τη μέτρηση του ιξώδους ενός ρευστού που διατηρεί σταθερό ιξώδες. Αυτό σημαίνει ότι αν αντιμετωπίσουν πίεση, η ρευστότητά τους δεν θα επηρεαστεί. Από την άλλη πλευρά, το ρεόμετρο είναι μοναδικό επειδή μπορεί να ελέγξει ένα ευρύ φάσμα υλικών με διαφορετικό ιξώδες.
Ένα ρεόμετρο παρέχει πληροφορίες σχετικά με το ιξώδες ενός υλικού. Ελέγχει πώς μεταβάλλεται το ιξώδες ενός υλικού όταν εκτίθεται σε διαφορετικά επίπεδα τάσης. Δηλώνει την πλήρη απόδοση ή συμπεριφορά του υλικού. Ως αποτέλεσμα, λαμβάνετε ένα γράφημα που δείχνει ένα ιξώδες ρευστό υπό μεταβαλλόμενη τάση (ρυθμός παραμόρφωσης).
Με ένα Ρεόμετρο, δεν θα λάβετε ποτέ μια απλή τιμή ιξώδους. Να θυμάστε ότι τα ρευστά έχουν στρώματα που μπορούν να αντισταθούν στη ροή. Ελέγχεται επίσης πώς συμπεριφέρεται κάθε στρώμα υπό πίεση και πώς αυτό επηρεάζει τη ρευστότητα. Το ιξώδες είναι συγκεκριμένο και παρέχει περιορισμένες πληροφορίες. Το ρεόμετρο προσφέρει λεπτομέρειες σχετικά με τη συμπεριφορά τόσο των ρευστοειδών όσο και των στερεοειδών υλικών.
Διαφορές μεταξύ ρεομέτρου και ιξωδόμετρου
Τα ρεόμετρα και τα ιξωδόμετρα εργάζονται για τη ρευστότητα και το ιξώδες των υλικών. Ωστόσο, λειτουργούν με διαφορετικό τρόπο και παράγουν διαφορετικά αποτελέσματα. Στην ενότητα που ακολουθεί, θα εξηγήσω τις διαφορές μεταξύ αυτών των ρευστότητας εξοπλισμός δοκιμών.
1- Τρόπος εργασίας
Τόσο το ιξωδόμετρο όσο και το ρεόμετρο διαφέρουν ως προς τις αρχές λειτουργίας τους. Όπως είπα προηγουμένως, το ιξωδόμετρο παρέχει μόνο ακριβείς μετρήσεις ιξώδους. Έτσι, εκθέτει το ρευστό σε συνεπή και σταθερή δύναμη ή τάση. Υπό αυτή την πίεση, το ιξωδόμετρο μετρά το ιξώδες και την ευκολία ροής. Μετρά την αντίσταση που ασκεί ένα συγκεκριμένο ρευστό στη ροή.
Από την άλλη πλευρά, το ρεόμετρο είναι μοναδικό στο ότι μετρά την πλήρη συμπεριφορά του ρευστού. Έτσι, εκθέτει το ρευστό σε μεταβαλλόμενη τάση ή δύναμη. Ελέγχει πώς συμπεριφέρεται ένα ρευστό υπό διαφορετικές τάσεις ή δυνάμεις. Ως αποτέλεσμα, παρουσιάζει τη συμπεριφορά του ρευστού σε συνθήκες χαμηλής, μέτριας και ακραίας καταπόνησης. Θεωρώ το ρεόμετρο πιο λεπτομερές και ολοκληρωμένο από το ιξωδόμετρο.
Γρήγορη επισήμανση: Το ρεόμετρο λειτουργεί και δοκιμάζει διαφορετικούς τύπους υλικών. Αυτά περιλαμβάνουν υγρά, ημι-στερεά, μαλακά στερεά και ούτω καθεξής. Από την άλλη πλευρά, τα ιξωδόμετρα εργάζονται μόνο σε ρευστά που επιπλέουν ελεύθερα. Δεν θα δοκιμάσει καν το ρευστό του οποίου το ιξώδες μεταβάλλεται σε σχέση με διαφορετικούς παράγοντες. Από αυτή την άποψη, το ρεόμετρο είναι μια πιο ευέλικτη επιλογή.
2- Τύπος υγρού & υλικά
Τα ιξωδόμετρα και τα ρεόμετρα διαφέρουν ως προς τη συμβατότητά τους με τα υγρά και τα υλικά. Όπως είπα προηγουμένως, υπάρχουν δύο κύριοι τύποι ρευστών. Το ένα από αυτά είναι τα Νευτώνεια ρευστά, των οποίων το ιξώδες παραμένει σταθερό. Ακόμη και όταν εκτίθενται σε πίεση ή άλλους παράγοντες, η ευκολία ροής παραμένει η ίδια. Τα παραδείγματα περιλαμβάνουν το νερό, την αλκοόλη και άλλα.
Ορισμένα μη-νευτωνικά ρευστά είναι πολύ πολύπλοκα. Το παράδειγμα περιλαμβάνει τα χρώματα, τις πάστες, τις κρέμες και ούτω καθεξής. Η ρευστότητά τους μεταβάλλεται κάτω από διαφορετικές πιέσεις και εξωτερικές συνθήκες. Το ιξωδόμετρο ελέγχει μόνο το ιξώδες των Νευτώνιων ρευστών (με σταθερή ρευστότητα). Από την άλλη πλευρά, τα ρεόμετρα είναι κατάλληλα για τον έλεγχο του ιξώδους ή της ρευστότητας πιο σύνθετων υλικών. Μπορούν να ελέγξουν τόσο Νευτώνεια όσο και μη Νευτώνεια ρευστά.
3- Πολυπλοκότητα & απαίτηση δεξιοτήτων
Όπως είπα προηγουμένως, τα ιξωδόμετρα είναι πολύ απλά και δίνουν μία μόνο τιμή εξόδου. Εκθέτει το ρευστό σε πίεση για μια φορά και ελέγχει τη ρευστότητα. Η ρύθμιση και η συνολική λειτουργία των ιξωδόμετρων είναι απλή. Επιπλέον, ο εξοπλισμός αυτός δεν απαιτεί εξειδικευμένες δεξιότητες για τη διεξαγωγή αυτής της δοκιμής. Από την άλλη πλευρά, τα ρεόμετρα είναι πιο πολύπλοκα και δύσκολα στη λειτουργία τους. Γιατί;
Ο λόγος είναι ότι εκθέτει το υγρό σε διαφορετικά επίπεδα πίεσης. Η συμπεριφορά του ρευστού εμφανίζεται στην ψηφιακή οθόνη σε κάθε επίπεδο καταπόνησης. Ο χειριστής πρέπει να έχει εμπειρία και δεξιότητες για να χειρίζεται τα ρεόμετρα. Η πολυπλοκότητά του είναι αποδεκτή. Γιατί; Επειδή παρέχει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το ιξώδες του υλικού από ό,τι ένα ιξωδόμετρο.
.
4- Έξοδος & Εύρος μέτρησης
Όπως είπα προηγουμένως, τα ιξωδόμετρα μετρούν μόνο το ιξώδες του υγρού που εξετάζουν και παρέχουν μια ειδική τιμή ιξώδους. Δεν παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τον τρόπο με τον οποίο μεταβάλλεται το ιξώδες όταν ένα ρευστό υποβάλλεται σε πίεση. Η έξοδός τους είναι μια ενιαία τιμή που υποδεικνύει το πάχος του ρευστού. Από την άλλη πλευρά, το ρεόμετρο είναι πιο προηγμένος εξοπλισμός δοκιμών.
Παρέχει καμπύλες ροής που δείχνουν τη συμπεριφορά του ρευστού σε διαφορετικούς ρυθμούς διάτμησης ή τάσεις. Ορισμένα υλικά είναι αρχικά λιγότερο ιξώδη, αλλά το ιξώδες τους αυξάνεται με την αύξηση των ρυθμών διάτμησης (ταχύτητα ανάδευσης). Με τα ρεόμετρα, δεν λαμβάνουμε μια σαφή τιμή ιξώδους. Αντ' αυτού, λαμβάνουμε περισσότερες πληροφορίες συμπεριφοράς μέσω των καμπυλών ροής.
Γρήγορη επισήμανση: Ας υποθέσουμε ότι βλέπετε ένα γράφημα στην οθόνη μιας εγκατάστασης δοκιμής επισκεπτών. Η γραμμή στο γράφημα είναι ανοδική. Υποδηλώνει ότι το ιξώδες αυξάνεται με την αύξηση του ρυθμού διάτμησης. Ομοίως, αν η γραμμή είναι προς τα κάτω, το ιξώδες μειώνεται με την αύξηση του ρυθμού διάτμησης. Αυτό το ρεόμετρο παράγει γενικά μια γραφική παράσταση του ιξώδους σε σχέση με τον ρυθμό διάτμησης.
5- Ακρίβεια και αξιοπιστία
Η ακρίβεια και η αξιοπιστία είναι διαφορετικές για όλους μας. Μερικοί άνθρωποι θέλουν να λαμβάνουν την ακριβή τιμή του ιξώδους. Σε μια τέτοια περίπτωση, τα ιξωδόμετρα θα είναι πιο ακριβή. Γιατί; Επειδή αυτό το ιξωδόμετρο δίνει μια ενιαία τιμή ιξώδους (αριθμό). Λέει πόσο λεπτόρρευστο ή παχύρρευστο (ιξώδες) είναι ένα υγρό. Ωστόσο, ορισμένοι άνθρωποι αντιλαμβάνονται την ακρίβεια ως λεπτομέρεια. Σωστά;
Σε μια τέτοια περίπτωση, το ρεόμετρο είναι πιο ακριβές, επειδή παρέχει περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με το ιξώδες του ρευστού. Παρέχει πληροφορίες σχετικά με τη συμπεριφορά του υλικού (ροή) υπό πολύ υψηλή τάση ή δύναμη. Κατά τη γνώμη μου, το ρεόμετρο είναι πιο ακριβές επειδή παρέχει περισσότερες λεπτομέρειες. Και οι δύο αυτοί εξοπλισμοί δοκιμών είναι αξιόπιστοι και δίνουν ακριβείς ενδείξεις.
6- Τύποι & Ευελιξία
Θεωρώ ότι το ρεόμετρο είναι πιο ευέλικτο από το ιξωδόμετρο. Ο λόγος είναι ότι μπορεί να εξετάσει σχεδόν όλους τους τύπους υλικών. Αυτά περιλαμβάνουν νερό, έλαια, πάστες, χρώματα, πηκτές (μαλακά στερεά), κρέμες και πολλά άλλα. Επιπλέον, τα ρεόμετρα κυκλοφορούν σε διάφορους τύπους. Κάθε ένας από αυτούς τους τύπους λειτουργεί μοναδικά. Ακολουθεί ο κατάλογός τους:
- Ρεόμετρο τριχοειδούς
- Περιστροφικό ρεόμετρο
- Ρεόμετρο ταλάντωσης
- Ρεόμετρο υψηλής πίεσης
- Ρεόμετρο δυναμικής διάτμησης (DSR)
- Ρεόμετρο χωρίς ρότορα για βουλκανισμένο καουτσούκ
Από την άλλη πλευρά, τα ιξωδόμετρα είναι πολύ περιορισμένα όσον αφορά τη συμβατότητα των υλικών. Ελέγχουν και δοκιμάζουν μόνο Νευτώνεια υγρά. Αυτοί είναι οι τύποι που διατηρούν σταθερό ιξώδες και δεν το αλλάζουν υπό εξωτερικές συνθήκες. Δεν λειτουργούν σε υλικά των οποίων το ιξώδες μεταβάλλεται με την καταπόνηση ή τη θερμοκρασία.
Ωστόσο, τα ιξωδόμετρα έχουν διαφορετικούς τύπους, οι οποίοι παρατίθενται κατωτέρω
- Τριχοειδές ιξωδόμετρο
- Ιξωδόμετρο πτώσης μπάλας
- Περιστροφικό ιξωδόμετρο
- Δονητικό ιξωδόμετρο
- Κύπελλο (Κύπελλο ροής) Ιξωδόμετρο
Αξίζει να σημειωθεί ότι όλοι αυτοί οι τύποι ιξωδόμετρων παρέχουν συγκεκριμένες τιμές ιξώδους. Κανένα από αυτά δεν παρέχει λεπτομέρειες σχετικά με τις διακυμάνσεις του ιξώδους ή την εξάρτησή τους από διάφορους παράγοντες. Ομοίως, όλοι οι τύποι ρεομέτρων δοκιμάζουν υλικά υπό διάφορες τάσεις και ρυθμούς διάτμησης. Σας παρέχουν γραφήματα σχετικά με τη συμπεριφορά των υλικών, αλλά ποτέ δεν δίνουν μια ενιαία τιμή ιξώδους.
7- Κόστος & εφαρμογές
Το ιξωδόμετρο είναι φθηνός εξοπλισμός δοκιμών σε σύγκριση με το ρεόμετρο. Επιπλέον, είναι απλούστερο και ευκολότερο στη χρήση. Οποιοσδήποτε με ελάχιστες δεξιότητες ή εμπειρία μπορεί να χειριστεί αποτελεσματικά τα ιξωδόμετρα. Από την άλλη πλευρά, τα ρεόμετρα είναι πιο προηγμένα και προσφέρουν μια ολοκληρωμένη ανάλυση της ρευστότητας των υλικών (ρευστών).
Αυτή η βελτίωση των δοκιμών έχει ένα αντίτιμο: τα ρεόμετρα είναι πιο ακριβά. Επιπλέον, η λειτουργία τους απαιτεί πιο εξειδικευμένους χειριστές. Θα πρέπει να προσλάβετε έναν επιδέξιο χειριστή ρεομέτρου και να τον πληρώσετε με μισθό. Όλοι αυτοί οι παράγοντες καθιστούν τα ρεόμετρα πιο δαπανηρά. Και οι δύο αυτές συσκευές σχετίζονται με το ιξώδες του ρευστού.
Ωστόσο, τόσο τα ιξωδόμετρα όσο και τα ρεόμετρα ελέγχουν διαφορετικά υλικά. Αυτά περιλαμβάνουν ημιστερεά, μαλακά στερεά, καθαρά υγρά, ιξώδη υγρά και ούτω καθεξής. Ακολουθεί ένας πίνακας που δείχνει τη σύγκριση των εφαρμογών μεταξύ του ρεομέτρου και του ιξωδόμετρου:
| Εφαρμογές ιξωδόμετρου | Εφαρμογές ρεομέτρου |
| Δοκιμές λιπαντικών και ελαίων | Ανάλυση πολυμερών και πλαστικών |
| Ιξώδες ποτών & σιροπιών | Μελέτη μη-νευτωνιανών ρευστών |
| Χρώματα, μελάνια, επιχρίσματα | Ανάλυση της υφής των τροφίμων |
| Συγκολλητικά & στεγανωτικά | Καλλυντική σύνθεση |
| Καύσιμα & λάδια κινητήρα | Φαρμακευτικές δοκιμές |
| Γαλακτοκομικά & υγρά τρόφιμα | Κατασκευαστικά υλικά |
Συμπέρασμα
Ας ολοκληρώσουμε τη συζήτηση για το ρεόμετρο έναντι του ιξωδόμετρου. Το ιξωδόμετρο είναι μια απλή συσκευή που μετρά την αντίσταση ενός ρευστού στη ροή. Δίνει μια απλή τιμή ιξώδους: όσο υψηλότερη είναι η τιμή, τόσο πιο ιξώδες (παχύρρευστο) είναι το ρευστό. Από την άλλη πλευρά, το ρεόμετρο δεν παρέχει μια απλή τιμή ιξώδους. Αντίθετα, δίνει πλήρεις πληροφορίες σχετικά με τη συμπεριφορά του ρευστού.
Ποιο από τα δύο πρέπει να επιλέξετε: ρεόμετρο ή ιξωδόμετρο; Θα συνιστούσα ένα ρεόμετρο αντί για ένα ιξωδόμετρο. Ο λόγος είναι ότι παρέχει περισσότερες λεπτομέρειες σχετικά με το ιξώδες του ρευστού. Έτσι, γνωρίζετε σε ποιο ρυθμό τάσης ή παραμόρφωσης το ρευστό γίνεται περισσότερο ή λιγότερο ιξώδες. Δεν παρέχει μια ενιαία τιμή, αλλά προσφέρει μια πιο ολοκληρωμένη ανάλυση σχετικά με το ιξώδες των υλικών. Το ρεόμετρο λειτουργεί με ένα ευρύ φάσμα υλικών, καθιστώντας το μια ανώτερη επιλογή.