8 ژوئن 2016

انواع ویسکومترهای قیر

انواع ویسکومترهای قیر
Share

انواع ویسکومترهای قیر

ویسکومتر صفحه ای

یک روش بنیادی برای اندازه گیری ویسکوزیته استفاده از ویسکومتر صفحه ای است. این وسیله برای مشخص کردن ویسکوزیته مطلق و یا دینامیک استفاده می شود. به عنوان مثال، این دستگاه تنش برشی اعمال شده روی فیلم قیر به ضخامت ۵ تا ۵۰ میکرومتر ساندویچ شده بین دو صفحه را می گیرد و نرخ کشش (rate of strain) ایجادشده را برحسب S-1 اندازه گیری می کند. ویسکوزیته برحسب پاسکال ثانیه (Pa s) بوسیله تقسیم تنش برشی بر نرخ تنش بدست می آید. دستگاه شامل یک سیستم بارگذاری است که یک تنش برشی یکسان را در طول اندازه گیری اعمال می کند و یک وسیله برای ثبت جریان به عنوان تابعی از زمان. به طور کلی، نتایج به شکل یک منحنی شبیه انگشت خمیده است این امر به دلیل رفتار ویسکوالاستیک در حال عبور به یک فرم خطی است که شیب به طور مستقیم ویسکوزیته را نشان می دهد.

بر اساس بار و اندازه گونه ها، ویسکوزیته می تواند در رنج ۱۰۵ تا ۱۰۹ پاسکال ثانیه اندازه گیری شود. یک ویژگی خاص این است که تنش برشی در سراسر نمونه یکسان است و درنتیجه این وسیله به طور ویژه برای بررسی وابستگی پدیده به تنش برشی مناسب است. تنش برشی وابسته به تغییر ویسکوزیته اندازه گیری شده با مقدار تنش برشی اعمال شده است.

ویسکومتر مویین

ویسکومترهای مویین اساساً لوله های شیشه ای باریک هستند که قیر در آن جریان دارد. لوله دارای قسمت های باریک و پهن است و همان طور که در شکل ۴ و شکل ۵ دیده می شود، دو یا تعداد بیشتری علامت به منظور نشان دادن حجم ها یا جریان های ویژه دارد.

ویسکومتر U شکل
شکل ۴ ویسکومتر U شکل

ویسکومتر سینماتیک

شکل ۵ ویسکومتر سینماتیک

مقدار ویسکوزیته سینماتیک بوسیله زمان جریان قیر از ویسکومتر لوله مویین در دمای مشخص اندازه گیری می شود. هر ویسکومتر کالیبره شده است و زمان عبور را می دهد و فاکتور کالیبراسیون ویسکومتر ویسکوزیته سینماتیک را برحسب mm2/s می دهد. منحنی دما-ویسکوزیته بوسیله اندازه گیری ویسکوزیته سینماتیک در تعدادی دمای متفاوت بدست می آید و رسم کردن ویسکوزیته به شکل لگاریتم برحسب دما یک مقیاس خطی می دهد.

ویسکومتر چرخشی

معمولاً از ویسکومتر چرخشی برای اندازه گیری و در برخی مواقع برای تشخیص ویسکوزیته قیر در دمای کاربرد استفاده می شود. یک نمونه از ویسکومتر چرخشی Bookfield و Thermocel در شکل ۶ نشان داده شده است.

ویسکومتر چرخشی
شکل ۶ ویسکومتر چرخشی

اساساً این دستگاه شامل یک محفظه شامل نمونه قیر داغ است که به وسیله ترموستات کنترل می‌شود.

اسپیندل وارد قیر شده و شروع به چرخیدن می کند. گشتاور موردنیاز برای چرخاندن اسپیندل در یک نرخ برش از پیش تعیین شده اندازه گیری می شود و به ویسکوزیته قیر تبدیل می گردد؛ و صفحه نمایش دستگاه ویسکوزیته را به شکل پاسکال ثانیه نمایش می دهد. معمولاً ویسکوزیته چرخشی قیر در ۱۵۰ درجه سانتی گراد تعیین می گردد اما با این نوع دستگاه ها میتوان ویسکوزیته را در رنج نسبتاً وسیعی از نرخ برش و دماهای بین ۱۲۰ تا ۱۸۰ درجه سانتیگراد تعیین کرد.

ویسکومتر کاپ

قیر کات بک و امولسیونی هر دو بوسیله ویسکوزیته مشخص می شوند. قیرهای کات بک بوسیله ویسکومتر تار استاندارد (STV) شکل ۷ مشخص می شود.

ویسکومتر تار استاندار
شکل ۷ ویسکومتر تار استاندار

ویسکوزیته قیر امولسیونی بوسیله ویسکومتر Egler یا Redwood II اندازه گیری می شود. در این آزمون های یک کاپ فلزی با قیر امولسیونی یا کات بک در دمای استاندارد پر می شود و زمانی که طول می کشید یک حجم استاندار قیر از ته کاپ بوسیله اوریفیس تخلیه شود ثبت می گردد.

چندین ویسکومتر کاپ وجود دارد که از نظر اندازه قسمت باز مربوط به خروج قیر با یکدیگر تفاوت دارند. از آنجایی که فشار بوسیله گرانش ایجاد می شود، ویسکوزیته مطلق  برحسب پاسکال با استفاده از معادله ۲ بدست می آید:

محاسبه ویسکوزیته مطلق

در معادله ۲ مقدار ثابت به نوع وسیله مورداستفاده بستگی دارد، این مقدار در جدول ۱ نشان داده شده است.

جدول 1 مقدار ثابت برای ویسکومتر کاپ
جدول ۱ مقدار ثابت برای ویسکومتر کاپ

همچنین نتایج را می توان بر اساس ویسکوزیته سینماتیک (υ) برحسب m2/s و یا واحد متداول تر mm2/s طبق معادله ۳ تعریف کرد.

fig11

5/5 - (3 امتیاز)

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *