เครื่องวัดความหนืดเชิงจลศาสตร์เทียบกับเครื่องวัดความหนืดเชิงพลศาสตร์: ความแตกต่างที่สำคัญ

การวัดความหนืดเป็นส่วนสำคัญของการควบคุมคุณภาพในหลายอุตสาหกรรม ไม่ว่าจะเป็นอุตสาหกรรมปิโตรเลียมและพอลิเมอร์ ไปจนถึงอุตสาหกรรมยาและอุตสาหกรรมแปรรูปอาหาร อย่างไรก็ตาม เครื่องวัดความหนืดไม่ได้มีลักษณะเหมือนกันทั้งหมด สองประเภทที่พบได้บ่อยที่สุดคือ แบบคีเนมาติกและแบบไดนามิก (หรือที่เรียกว่าแบบสัมบูรณ์) การเข้าใจความแตกต่างระหว่างทั้งสองชนิดนี้มีความจำเป็นอย่างยิ่ง หากคุณกำลังเลือกเครื่องมือสำหรับการใช้งานเฉพาะของคุณ เพื่อให้มั่นใจว่าผลลัพธ์ที่ได้เหมาะสมกับวัตถุประสงค์ และสอดคล้องกับมาตรฐานอุตสาหกรรม นี่คือความแตกต่างหลัก

๑. นิยามและหลักการวัด

เครื่องวัดความหนืดแบบจลนศาสตร์ใช้วัดความต้านทานการไหลของของไหลเมื่อแรงที่กระทำเกิดจากแรงโน้มถ่วง และใช้หาค่าความหนืดเชิงจลนศาสตร์ ความหนืดเชิงจลนศาสตร์ของของไหลคืออัตราส่วนระหว่างความหนืดเชิงพลวัตต่อความหนาแน่น เครื่องวัดความหนืดเชิงจลนศาสตร์ที่พบได้บ่อยที่สุดคือแบบหลอดแคปิลารี (เช่น Ubbelohde และ Cannon Fenske) ซึ่งวัดระยะเวลาที่ของเหลวปริมาตรที่กำหนดไหลผ่านหลอดแคปิลารีที่สอบเทียบแล้วภายใต้แรงโน้มถ่วง และแสดงผลในหน่วยเซนติสโต๊กส์ (cSt) หรือมิลลิเมตรกำลังสองต่อวินาที (mm²/s)

เครื่องวัดความหนืดเชิงพลวัต (สัมบูรณ์) ใช้วัดความต้านทานการไหลของของไหลเมื่อมีแรงอื่นนอกเหนือจากแรงโน้มถ่วงมากระทำ โดยวัดค่าความหนืดเชิงพลวัตโดยตรง (ซึ่งเรียกอีกอย่างว่าความหนืดสัมบูรณ์) ซึ่งเป็นการวัดความต้านทานภายในของของไหลต่อการไหลภายใต้แรงภายนอกที่กระทำ ไม่ขึ้นกับความหนาแน่นของของไหล รูปแบบที่ใช้กันทั่วไป ได้แก่ เครื่องวัดแบบหมุนเวียน เครื่องวัดแบบลูกบอลตก และเครื่องวัดแบบลูกสูบสั่นสะเทือน โดยผลลัพธ์แสดงในหน่วยเซนติพอส (cP) หรือมิลลิปาสคาล-วินาที (mPa·s)

2. การประยุกต์ใช้งานและอุตสาหกรรมทั่วไป

เครื่องวัดความหนืดแบบจลนศาสตร์เหมาะสำหรับการทดสอบของเหลวประเภทนิวโตเนียนเป็นพิเศษ ซึ่งหมายถึงของเหลวที่ค่าความหนืดไม่เปลี่ยนแปลงตามอัตราการเฉือน ตัวอย่างการใช้งานทั่วไปได้แก่:

ผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม (เช่น น้ำมันหล่อลื่น เชื้อเพลิง และบิทูเมน)

พอลิเมอร์และเรซิน

สีและสารเคลือบ

น้ำมันและน้ำเชื่อมสำหรับอาหาร

มาตรฐานสากลหลายฉบับ เช่น ASTM D445 ใช้การวัดความหนืดแบบจลนศาสตร์สำหรับผลิตภัณฑ์ปิโตรเลียม เครื่องวัดความหนืดแบบอัตโนมัติของบริษัท Zhongwang ที่ใช้วัดความหนืดของน้ำมันและพอลิเมอร์นั้นสอดคล้องตามข้อกำหนดในการทดสอบและมีความแม่นยำสูง

เครื่องวัดความหนืดแบบพลศาสตร์มีประโยชน์สำหรับการทดสอบของเหลวทั้งแบบนิวโตเนียนและแบบไม่ใช่นิวโตเนียน ซึ่งรวมถึง:

กาว สารยึดติด และหมึกพิมพ์

ผลิตภัณฑ์ยา (เจล ครีม และพาสต์)

ผลิตภัณฑ์เครื่องสำอาง (เช่น โลชันและแชมพู)

สารโพลิเมอร์ที่หลอมละลายและสารละลาย

ผลิตภัณฑ์อาหาร (เช่น ซอสมะเขือเทศ โยเกิร์ต ช็อกโกแลต)

3. เครื่องมือวัดและการควบคุมอัตโนมัติ

เครื่องวัดความหนืดแบบจลน์แบบดั้งเดิมมักใช้งานด้วยตนเอง โดยผู้ปฏิบัติงานต้องหยุดนาฬิกาจับเวลาด้วยมือขณะที่ของเหลวไหลผ่านเครื่องหมายที่กำหนด และต้องล้างอุปกรณ์แก้วระหว่างการทดสอบแต่ละครั้ง การใช้งานแบบด้วยมือมีความต้องการแรงงานสูง และยังอาจเกิดข้อผิดพลาดจากผู้ปฏิบัติงานได้ อีกทั้งเครื่องวัดความหนืดแบบจลน์แบบอัตโนมัติรุ่นใหม่ที่มีจำหน่ายโดย Zhongwang ใช้เซ็นเซอร์แสงในการวัดระยะเวลาการไหล พร้อมอ่างควบคุมอุณหภูมิคงที่และระบบคอมพิวเตอร์ที่เริ่มต้นและหยุดการจับเวลาโดยอัตโนมัติ ซึ่งช่วยขจัดความไม่แน่นอนและความแปรผันที่เกิดจากการวัดด้วยเครื่องวัดความหนืดแบบจลน์แบบด้วยมือ นอกจากนี้ยังมีหลายช่องสำหรับการทดสอบพร้อมกันหลายตัวอย่าง

เครื่องวัดความหนืดแบบไดนามิกมีตั้งแต่เครื่องแบบพกพาที่ใช้งานด้วยมือ ไปจนถึงเครื่องแบบหมุนอัตโนมัติที่ปรับอัตราการเฉือนได้ และสามารถติดตั้งหน่วยควบคุมอุณหภูมิคงที่เพิ่มเติมได้ เครื่องวัดความหนืดแบบไดนามิกที่ทำงานอัตโนมัติอย่างสมบูรณ์สามารถวิเคราะห์ตัวอย่างภายใต้อัตราการเฉือนหลากหลายระดับ เช่น เพื่อกำหนดกราฟการไหล (flow curves) และความเค้นแรงเฉือนเริ่มต้น (yield stress) โซลูชันการจัดการของเหลวและการควบคุมอุณหภูมิคงที่จากบริษัทจงหวางมีคุณค่าสูงต่อเครื่องวัดความหนืดแบบไดนามิก โดยช่วยรักษาคุณภาพของการเตรียมตัวอย่าง

4. การเลือกเครื่องวัดความหนืดที่เหมาะสมสำหรับห้องปฏิบัติการของคุณ

ชนิดของเครื่องวัดความหนืดที่คุณต้องการขึ้นอยู่กับประเภทของของไหลที่คุณทดสอบ และผลลัพธ์ที่คุณต้องการ

คุณควรพิจารณาใช้เครื่องวัดความหนืดแบบคินีแมติกหาก:

คุณกำลังทดสอบของไหลแบบนิวโตเนียน เช่น น้ำมัน โพลิเมอร์ หรือเชื้อเพลิง

มาตรฐานอุตสาหกรรมของคุณ (เช่น ASTM, ISO) กำหนดให้วัดความหนืดแบบคินีแมติก

คุณต้องการการทดสอบที่ง่าย ให้ผลซ้ำได้สูง และคุ้มค่าทางต้นทุน

คุณต้องการการทดสอบที่ดำเนินการอัตโนมัติอย่างสูง

ท่านควรพิจารณาใช้เครื่องวัดความหนืดแบบไดนามิกหาก:

ท่านกำลังทดสอบของไหลชนิดไม่เป็นนิวตัน

ท่านต้องการทราบค่าความหนืดที่อัตราการเฉือนต่าง ๆ

ท่านจำเป็นต้องวัดตัวอย่าง เช่น เจล แป้ง และวัสดุที่มีความหนาแน่นสูง

ท่านต้องการวิเคราะห์คุณสมบัติทางเรโอลอจีของตัวอย่างอย่างละเอียดยิ่งขึ้น มากกว่าเพียงแค่ค่าความหนืด

สรุป

เครื่องวัดความหนืดแบบคีเนมาติกใช้การวัดอัตราการไหลที่ขับเคลื่อนด้วยแรงโน้มถ่วง และเหมาะสำหรับของไหลแบบนิวโตเนียน เช่น น้ำมันและพอลิเมอร์ ส่วนเครื่องวัดความหนืดแบบไดนามิกใช้การวัดจากแรงที่กระทำ และสามารถใช้กับตัวอย่างทั้งแบบนิวโตเนียนและแบบไม่ใช่นิวโตเนียน การเลือกเครื่องวัดความหนืดที่เหมาะสมมีความสำคัญยิ่งต่อการวัดในห้องปฏิบัติการและการควบคุมคุณภาพอย่างถูกต้อง รวมทั้งการปฏิบัติตามมาตรฐานต่าง ๆ เครื่องวัดความหนืดแบบอัตโนมัติจากบริษัท Hangzhou Zhongwang Technology Co., Ltd. ถูกออกแบบมาเพื่อสนับสนุนคุณไม่ว่าคุณจะทำการทดสอบที่ต้องวัดความหนืดของน้ำมันและพอลิเมอร์ตามหลักการคีเนมาติก หรือวัดความหนืดของของไหลอื่น ๆ ด้วยเทคนิคแบบไดนามิก พร้อมเสริมด้วยโซลูชันที่แม่นยำของเราสำหรับการจัดการของเหลว การให้ความร้อน การคน การทำความเย็น และการรักษาอุณหภูมิคงที่ ติดต่อเราเพื่อเรียนรู้เพิ่มเติมเกี่ยวกับวิธีที่โซลูชันเครื่องวัดความหนืดของเราจะช่วยยกระดับห้องปฏิบัติการของคุณ