Introducción
Las propiedades reológicas de los materiales ayudan a comprender y anticipar su comportamiento durante el proceso. Por ejemplo, intervienen en la capacidad de lubricación, la bombeabilidad y el punto de fluidez de las grasas lubricantes.
Condiciones de medición
A continuación se determina la viscosidad de cizallamiento de una grasa lubricante con el Kinexus pro+ en las condiciones de medición descritas en la norma DIN 51810-1. La tabla 1 y la figura 1 resumen los parámetros de ensayo especificados en esta norma. La tabla 1 y la figura 1 resumen los parámetros de ensayo especificados en esta norma.
Cuadro 1: Condiciones de medición
| Geometría | CP/25 (sistema cono-placa, ángulo del cono: 1°, diámetro de la placa: 25 mm) | |
|---|---|---|
| Temperatura | 25°C (±0,1°C) | |
| Distancia de medición | 24 μm | |
| Programa de medición | Fase t1: 1 min en reposo, 0 Pa | |
Fase t2: 1 min de cizallamiento previo, 100 s-1 | ||
Fase t3: 2 min en reposo, 0 Pa | ||
Fase t4: aumento lineal de la velocidad de cizallamiento de 0 a 1000 s-1 en 1 min | ||
Fase t5: 5 min a velocidad de cizallamiento constante (1000 s-1) | ||
Resultados de las mediciones
Se mide el par necesario para cada velocidad de cizallamiento aplicada, que el software rSpace convierte automáticamente para determinar la tensión de cizallamiento. La velocidad de cizallamiento y la tensión de cizallamiento se utilizan a continuación en el cálculo de la viscosidad de cizallamiento utilizando la ecuación siguiente:
La figura 2 muestra la velocidad de cizallamiento aplicada (curva naranja) y la viscosidad de cizallamiento resultante (curva azul). Como era de esperar, la viscosidad de cizallamiento es igual a cero cuando no se aplica ningún esfuerzo de cizallamiento (fase t1). Un aumento de la velocidad de cizallamiento a 100 s-1 conduce a un aumento medido de la viscosidad de cizallamiento a 7,5 Pa-s (fase t2). La respuesta de la muestra al cese de cualquier deformación es un retorno inmediato de la viscosidad de cizallamiento a cero (fase t3). El aumento lineal de la velocidad de cizallamiento (fase t4) pone de manifiesto el comportamiento estructurado y de Adelgazamiento por cizallamientoEl tipo más común de comportamiento no newtoniano es el adelgazamiento por cizallamiento o flujo pseudoplástico, en el que la viscosidad del fluido disminuye al aumentar el cizallamiento.adelgazamiento por cizallamiento de la grasa lubricante: La viscosidad de cizallamiento disminuye generalmente con el aumento de la velocidad de cizallamiento. La reacción del material a la siguiente velocidad de cizallamiento constante a 1000 s-1 (fase t5) es de suma importancia porque muestra si la viscosidad de cizallamiento permanece estable cuando se somete a una velocidad de cizallamiento constante elevada; y, si no permanece estable, con qué intensidad cambia bajo una velocidad de deformación constante y elevada.
La norma DIN 51018-1 indica cómo cuantificar este cambio en la viscosidad de cizallamiento ηrel durante el último paso. Para ello, se informa de la viscosidad de cizallamiento a los 2 s (ηA) y a los 300 s (ηB) después del inicio de la quinta fase, así como del cambio relativo de viscosidad entre ambos valores. El cambio relativo de viscosidad se define como:
El potente software rSpace utilizado para las mediciones y la evaluación es capaz de calcular automáticamente estos parámetros. La figura 3 muestra la tabla extraída del software rSpace con los valores requeridos de la viscosidad de cizallamiento a 2 s y 300 s y el cambio de viscosidad relativa resultante ηrel de 0,7%. Este valor tan bajo, inferior al 1%, indica que la muestra se adapta muy rápidamente a la velocidad de cizallamiento aplicada.
Conclusión
Se midió una grasa lubricante en las condiciones descritas en la norma DIN 51810-1. La evaluación se realizó con éxito de forma automática gracias a un análisis que incluso puede incluirse en el método de medición para una ejecución fácil y rápida de las mediciones con el objetivo de determinar los resultados independientemente del usuario.