?粘度測量的意義
在流變特性的測量里,常見的是對于其品質(zhì)的控制,如一批批的原料和產(chǎn)品必須有著一致的流變特性。也就是為了這個原因,對于產(chǎn)品的一致性與品質(zhì)的控制上,大家相信流體的行為是一個最直接能夠測量的方式。
研究流體行為的另外一個原因,是因?yàn)樗且粋€直接得到可用于實(shí)際使用估計數(shù)據(jù)的研究。如一個高粘度的液體,在傳送上我們知道需要比較高瓦數(shù)的泵。因此了解流變行為對于管線設(shè)計與泵的裝配設(shè)計系統(tǒng)上是非常有用的。
另外在研究上也被提出,物質(zhì)的特性在流變上的表現(xiàn)是敏感的,如物質(zhì)分子量的增加或是其分子量分布不一致,也會直接反映在其流動行為上。這在高分子的合成上是很重要的,我們可以藉由其流變行為來比較其分子量,而不需大費(fèi)周折地去測量其真正數(shù)值。流變的測量應(yīng)用在生產(chǎn)中的品質(zhì)控制或是藉由它來控制一個流程,并且無論在化學(xué)、機(jī)械、熱處理、添加物的影響或是熱硬化反應(yīng)的過程。它也是預(yù)測并控制產(chǎn)品特性、最終控制過程以保證原材料表現(xiàn)與行為的一種方法。
【實(shí)驗(yàn)室粘度值】
早期由于環(huán)境及設(shè)備問題,對于粘度的測量,皆采取現(xiàn)場取樣方式,在經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室化驗(yàn)、測試粘度值,所測得粘度值再經(jīng)由實(shí)驗(yàn)室回饋給現(xiàn)場人員,以做為現(xiàn)場制程的調(diào)整,如此一來、一往的時間等待,往往影響產(chǎn)品產(chǎn)量,更有甚者, 實(shí)驗(yàn)室測得的粘度,一般皆為產(chǎn)品在最無干擾及最安定的條件下測得,其情況絕非現(xiàn)場制程的環(huán)境下,如溫度、壓力、流速、流體顆粒、攪拌速度?等復(fù)雜因素所測得的真實(shí)(Real Time)粘度值。以致于利用實(shí)驗(yàn)室粘度值來做為產(chǎn)品制程控制依據(jù),易產(chǎn)生下列的缺點(diǎn):
◎ 回饋時間長
◎ 粘度值非制程真實(shí)(Real Time)粘度值
◎ 產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定
◎ 浪費(fèi)人力資源
◎ 產(chǎn)品易氧化
◎ 單點(diǎn)粘度測量,較不具代表性
【在線粘度值】
有鑒于此,目前歐、美、日等先進(jìn)國家,對于實(shí)際工程和工業(yè)生產(chǎn)中,皆采取使用<在線粘度計>來直接監(jiān)控產(chǎn)品粘度,通過在線測量過程中的液體粘度,可以得到液體流變行為的數(shù)據(jù)變化,對于預(yù)測產(chǎn)品工藝過程的控制,如反應(yīng)時間及產(chǎn)品質(zhì)量,皆有著重要的指導(dǎo)價值。所以經(jīng)由投資安裝有特點(diǎn)的<在線粘度計>, 可以達(dá)到以下的優(yōu)點(diǎn):
◎ 增加產(chǎn)量
◎ 提升產(chǎn)品質(zhì)量
◎ 減少人力浪費(fèi),節(jié)省成本
◎ 不易產(chǎn)生次級不良品
◎ 可快速回收設(shè)備成本
◎ 提升公司聲譽(yù)
英國海默生在線粘度計安裝:
應(yīng)用實(shí)例
隨著對產(chǎn)品品質(zhì)控制要求的提高,傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)室測量或滯后的檢驗(yàn)已不能滿足要求,在線測量的應(yīng)用和需求日益廣泛,下表列舉了一些不同型號的在線粘度計在實(shí)際中應(yīng)用,供參考!
應(yīng)用領(lǐng)域:管道設(shè)計、石油化工、有機(jī)硅、膠囊、瀝青、食品、燃料、制罐、造紙、印刷、陶瓷
- 應(yīng)用效果
從在線粘度計的實(shí)際應(yīng)用情況來看,使用的效果和實(shí)際收益大致可分成以下三類:
- 產(chǎn)品的品質(zhì)與直接粘度有關(guān)
聚合物(化纖、樹脂等)合成的反應(yīng)終點(diǎn)判定、食品(巧克力)、陶瓷漿等的配料準(zhǔn)確性,這一大類的應(yīng)用都直接利用粘度測量確定最終產(chǎn)品的質(zhì)量。
- 產(chǎn)品的主要質(zhì)量指標(biāo)與粘度有關(guān)
膠囊的壁厚、印刷油墨的穩(wěn)定、瀝青的品質(zhì)分類、紙張的厚度等與粘度有關(guān), 需要在工藝中控制。
- 工程設(shè)計或控制需要粘度指標(biāo)
管道的設(shè)計、燃料的燃燒效率、輸送過程的監(jiān)測和控制等,都需要測量粘度以達(dá)到最佳或最經(jīng)濟(jì)的效果。
- 在線與實(shí)驗(yàn)室測量數(shù)據(jù)對比及控制效果
在線與實(shí)驗(yàn)室測量數(shù)據(jù)對比
下圖是一用戶采用在線粘度計測量和用實(shí)驗(yàn)室采樣分析所進(jìn)行的數(shù)據(jù)對比分析,從分析結(jié)果看,在線測量的數(shù)據(jù)離散性明顯小于實(shí)驗(yàn)室測量,同時經(jīng)擬合后的曲線相關(guān)系數(shù)明顯優(yōu)于實(shí)驗(yàn)室測量,其主要原因在于實(shí)驗(yàn)室采樣分析的條件與實(shí)際情況已有變化,因此測量誤差較大。
在線控制的效果
在線控制的效果用簡單的圖示可表證如下:
從二圖的比較可以看出,采用在線控制后質(zhì)量的波動小,且比較平滑,更有益于質(zhì)量控制和提高效率,降低質(zhì)量成本。
在線粘度計選擇的考慮因素
在進(jìn)行在線粘度計的選型時一般應(yīng)考慮以下因素:流體類型、測量對象、運(yùn)行條件、安裝要求、輸出與控制單元類型、電氣單元要求等。通過對以上因素的考慮,就可以確定在線粘度計的具體型號和詳細(xì)配置,得到符合設(shè)計和現(xiàn)場要求的測量、顯示和記錄系統(tǒng)了。隨著現(xiàn)場控制、流程控制以及產(chǎn)品品質(zhì)要求的不斷提高,在線粘度測量和控制的需求日益強(qiáng)烈,根據(jù)各自的實(shí)際情況和要求,選擇適合的在線測量和控制系統(tǒng),經(jīng)過短時間的磨合,完全可以達(dá)到工藝設(shè)計和控制的要求,滿足理想的目標(biāo)。