En muchos campos, como la producción industrial, la investigación científica y el control de calidad, la viscosidad de los fluidos es una propiedad física crucial. No solo afecta las características de flujo y la eficiencia de transmisión del fluido, sino que también está estrechamente relacionado con el rendimiento, la estabilidad y el proceso de procesamiento del producto. Ya sea el efecto lubricante del aceite lubricante, la suavidad de la pintura o la textura del sabor de los alimentos, es inseparable del control preciso de la viscosidad. Por su parte, el visómetro rotativo, como instrumento especializado en la medición de la viscosidad de los fluidos, se ha convertido en una herramienta de muchas líneas gracias a su alta precisión, fiabilidad y amplia aplicabilidad.

　　Principio de funcionamiento del visómetro giratorio

El principio básico de funcionamiento del visómetro giratorio se basa en la Ley de fricción interna de newton, es decir, cuando dos capas adyacentes de fluidos en el interior del fluido se deslizan relativamente, la fricción interna generada (resistencia viscosa) es proporcional a la diferencia de velocidad entre las dos capas de fluidos, al área de contacto de la capa de fluidos, a las propiedades del propio fluido y a la presión de la superficie de contacto.

El viscosímetro giratorio típico consta de dos partes: el rotor y el sistema de medición. Al medir, el rotor se sumerge en el líquido medido y el rotor gira a una cierta velocidad angular. Debido a la resistencia a la adherencia del líquido, obstaculizará la rotación del rotor, haciendo que la velocidad real del rotor sea inferior a la velocidad establecida. El sistema de medición calcula el valor de viscosidad del líquido medido de acuerdo con el modelo matemático preestablecido y los parámetros de calibración detectando el cambio de velocidad del rotor o la magnitud del par al que se somete el rotor.

Tomemos como ejemplo el viscosímetro de rotación de cilindro concéntrico común, que consta de un cilindro interior (rotor) y un cilindro exterior (estator) para formar una estructura de cilindro concéntrico. El cilindro interior gira y el cilindro exterior se fija. Cuando el cilindro interior gira en el líquido, el líquido produce resistencia pegajosa al cilindro interior, que se puede calcular con precisión midiendo el par necesario para la rotación del cilindro interior, combinando las dimensiones geométricas del cilindro interior y exterior, la velocidad del ángulo de rotación y otros parámetros.

　　Tipos y características del visómetro giratorio

1. viscosímetro de rotación de cilindro concéntrico

Características: alta precisión de medición, adecuada para la medición de fluidos de baja a media viscosidad. Su rango de medición es amplio y puede medir con precisión la viscosidad de los fluidos newtonianos y no newtonianos. Debido al diseño de la estructura del cilindro concéntrico, la velocidad de cizallamiento del fluido durante el proceso de medición es relativamente uniforme, y los resultados de la medición se ven menos afectados por el Estado de flujo del fluido.

Escenario de aplicación: se utiliza comúnmente en las industrias petrolera, química, farmacéutica y otras industrias para medir la viscosidad de fluidos de baja a media viscosidad, como lubricantes, disolventes y soluciones farmacéuticas.

2. visómetro de rotación de placa cónica

Características: el rotor del visómetro de rotación de la placa cónica es un cono y el estator es una placa plana. Esta estructura permite que la velocidad de corte del fluido entre las placas cónicas sea muy uniforme y pueda medirse con precisión en pequeñas cantidades de muestra. Tiene ventajas únicas en la medición de fluidos no newtonianos y puede reflejar con precisión los cambios de viscosidad de los fluidos a diferentes velocidades de Corte.

Escenario de aplicación: ampliamente utilizado en materiales poliméricos, alimentos, cosméticos y otras industrias para medir las propiedades de viscosidad de fluidos no newtonianos como soluciones poliméricas, salsas alimentarias y lociones cosméticas.

3. visómetro de rotación de placa paralela

Características: consta de dos tabletas colocadas en paralelo, una de las cuales gira y la otra se fija. La estructura del visómetro de rotación de placa paralela es relativamente simple y la carga de la muestra es conveniente, lo que es adecuado para medir fluidos de alta viscosidad. Se puede medir en un amplio rango de velocidad de corte y puede satisfacer las necesidades de prueba de viscosidad de algunos fluidos especiales.

Escenario de aplicación: ampliamente utilizado en caucho, plástico, pintura y otras industrias para medir la viscosidad de fluidos de alta viscosidad como caucho, fusión de plástico y pintura.

　　Operación y uso del visómetro giratorio

1. preparativos

Calibración del instrumento: antes de usar el visómetro giratorio, es necesario realizar una operación de calibración para garantizar la precisión de los resultados de la medición. La calibración suele utilizar un líquido viscoso estándar, operar de acuerdo con los requisitos de las instrucciones del instrumento, comparar los resultados de la medición con los valores estándar y ajustar los parámetros de calibración del instrumento.

Preparación de la muestra: preparar una muestra adecuada de acuerdo con la naturaleza del líquido medido y los requisitos de medición. La muestra debe ser uniforme, libre de burbujas y estable a la temperatura medida. Para algunos fluidos sensibles a la temperatura, es necesario controlar estrictamente la temperatura de la muestra.

Selección del rotor: seleccione el rotor adecuado de acuerdo con el rango de viscosidad estimado del líquido medido. La selección del rotor debe seguir el rango recomendado en las instrucciones del instrumento para garantizar la precisión y fiabilidad de los resultados de la medición.

2. proceso de medición

Instalación del rotor: instale cuidadosamente el rotor seleccionado en el eje motriz del visómetro giratorio para asegurarse de que el rotor esté bien instalado y no se afloje.

Configuración de parámetros: de acuerdo con los requisitos de medición, establezca los parámetros de medición del visómetro giratorio, como la velocidad del ángulo de rotación, el tiempo de medición, etc. Diferentes fluidos y propósitos de medición pueden requerir diferentes ajustes de parámetros.

Inmersión en la muestra: sumerja lentamente el viscosímetro giratorio instalado en el rotor en la muestra medida, asegúrese de que el rotor esté sumergido en la muestra y que la distancia entre el rotor y la pared y la parte inferior del recipiente cumpla con los requisitos para evitar la influencia del efecto límite en los resultados de la medición.

Iniciar la medición: activar el visómetro giratorio y el rotor comienza a girar. El instrumento mide automáticamente la velocidad o el par del rotor y calcula el valor de viscosidad del líquido de acuerdo con el algoritmo preestablecido. Durante el proceso de medición, la temperatura de la muestra debe mantenerse estable para evitar la interferencia de factores externos.

Resultado de la lectura: después de la medición, el instrumento mostrará el valor de viscosidad del líquido medido. Registrar los resultados de la medición y procesar y analizar los datos según sea necesario.

3. precauciones

Control de temperatura: la temperatura tiene un gran impacto en la viscosidad del líquido, por lo que es necesario controlar estrictamente la temperatura de la muestra durante el proceso de medición. Se puede utilizar un baño de agua a temperatura constante o un dispositivo de control de temperatura para mantener la temperatura estable de la muestra.

Uniformidad de la muestra: asegúrese de que la muestra sea uniforme y libre de burbujas, de lo contrario afectará la precisión de los resultados de la medición. Antes de la medición, las muestras se pueden mezclar o desgasificar adecuadamente.

Limpieza del rotor: después de cada medición, el rotor debe limpiarse a tiempo para evitar que los residuos de la muestra afecten a la siguiente medición. Al limpiar el rotor, se debe utilizar un disolvente adecuado y asegurarse de que el rotor se seque antes de realizar la siguiente medición.

　　Aplicación del visómetro giratorio en diversas industrias

1. industria petroquímica

En la producción petroquímica, el visómetro rotativo se utiliza para medir la viscosidad de varios productos petroleros, como petróleo crudo, aceite lubricante y combustible. La viscosidad es uno de los indicadores importantes para evaluar la calidad de los productos petroleros, que afecta directamente el rendimiento de flujo, el efecto de lubricación y la eficiencia de combustión de los productos petroleros. Al medir con precisión la viscosidad del aceite, se pueden controlar los parámetros del proceso en el proceso de producción para garantizar que la calidad del producto cumpla con los requisitos estándar.

2. industria farmacéutica

En el campo farmacéutico, la viscosidad de los medicamentos puede afectar su disolución, estabilidad y biodisponibilidad. El visómetro giratorio se puede utilizar para medir la viscosidad de soluciones farmacéuticas, suspensiones y cremas, etc., proporcionando datos importantes para la investigación y el desarrollo y producción de medicamentos. Por ejemplo, en la producción de inyecciones, es necesario controlar la viscosidad del medicamento para garantizar la fluidez y seguridad de la inyección.

3. industria alimentaria

El sabor y la textura de los alimentos están estrechamente relacionados con la viscosidad. El visómetro giratorio se puede utilizar para medir la viscosidad de varios alimentos, como salsas, jugos, leche, helados, etc. Al ajustar la viscosidad de los alimentos, se puede mejorar el sabor y la estabilidad de los alimentos y satisfacer las necesidades de los consumidores. Por ejemplo, en la producción de chocolate, controlar la viscosidad del chocolate puede darle una movilidad y aplicación adecuadas.

4. industria de recubrimientos y pinturas

La viscosidad de la pintura y la pintura puede afectar sus propiedades de construcción y la calidad de la película. El visómetro giratorio se puede utilizar para medir la viscosidad de las pinturas y pinturas, ayudando a los fabricantes a ajustar la fórmula y el proceso de producción para garantizar que el producto tenga una buena fluidez, adherencia y cobertura. Por ejemplo, en la producción de recubrimientos automotrices, el control preciso de la viscosidad de los recubrimientos puede garantizar la uniformidad y el brillo de los recubrimientos.

Como instrumento importante de medición de la viscosidad, el visómetro rotativo desempeña un papel insustituible en la producción industrial y la investigación científica. Proporciona datos clave para la producción, investigación y desarrollo y control de calidad de diversas industrias midiendo con precisión la viscosidad de los fluidos. Con el progreso continuo de la Ciencia y la tecnología, el rendimiento y la función del visómetro giratorio también están mejorando constantemente, con una mayor precisión de medición, una operación más conveniente y una gama más amplia de aplicaciones. En el futuro, el visómetro giratorio seguirá siendo ampliamente utilizado en más campos y hará mayores contribuciones para promover el desarrollo y el progreso de diversas industrias.