Introducere
Gama variată de geometrii de măsurare, disponibilă cu reometrul rotațional Kinexus, permite caracterizarea reologică a unei game largi de materiale în diverse aplicații. Unele aplicații necesită volume small, de exemplu, în industria farmaceutică, unde materialele sunt adesea scumpe și testate pe cantități limitate. Acest volum limitat de probe poate fi asociat cu aplicații care necesită viteze de forfecare ridicate, de exemplu, pentru pulverizare.
Sistemul Mooney Ewart
Sistemul Mooney Ewart (figura 1) este o geometrie specială a bobului de cupă utilizată pentru aplicații care combină small cantități de probe cu viteze mari de forfecare. Proba este plasată în spațiul inelar dintre doi cilindri cu geometrie definită. În timp ce cilindrul exterior (cupa) este staționar, cilindrul interior coaxial (bob) se rotește la o viteză definită. Spațiul este mai mic decât în cazul altor sisteme cup-and-bob. Aceasta are două avantaje:
- Se pot obține viteze de forfecare mai mari
- Sunt necesare volume mai mici de probe
Condiții de măsurare
În cele ce urmează, sunt comparate măsurătorile efectuate cu o geometrie con și placă și cu sistemul Mooney Ewart. Materialul testat este un ulei de silicon cu vâscozitate cunoscută.
Tabelul 1: Parametrii de măsurare
| Geometrie | CP1/40 (con/placă, con: 1°, Ø: 4 mm) | Mooney Ewart: 0.5 la 1 ml |
| Temperatură | 25°C | |
| Rata de forfecare | 1 până la 10.000 s-1 | |
Rezultatele măsurătorilor
Figura 2 prezintă curbele de vâscozitate la forfecare rezultate din cele două măsurători comparativ cu curba așteptată a uleiului siliconic. În intervalul vitezei de forfecare de până la 1 000 s-1, ambele măsurători dau aceleași valori ale vâscozității de forfecare (diferența dintre valoarea măsurată și cea specificată este mai mică de 2%).
După aceea, curba vâscozității la forfecare obținută cu geometria con/placă indică un comportament de subțiere la forfecare. Acest lucru se datorează creșterii temperaturii probei cauzate de încălzirea prin forfecare. În schimb, curba obținută cu sistemul Mooney Ewart reflectă în continuare comportamentul newtonian așteptat al probei. Începând de la 6 300 s-1, fluxul laminar devine instabil din cauza forțelor centrifuge, rezultând un flux secundar (vortex Taylor). Aceasta duce la o creștere aparentă a vâscozității de forfecare.
Această comparație a curbelor vâscozității de forfecare înregistrate cu cele două geometrii demonstrează gama extinsă a vitezei de forfecare obținută cu ajutorul sistemului Ewart Mooney în comparație cu cea obținută cu geometria con/placă.
Concluzie
Măsurătorile reologice într-un sistem con/placă sunt, în general, limitate la o anumită gamă de viteze de forfecare din cauza golirii spațiului la viteze de forfecare ridicate. Aplicațiile legate de rate de forfecare mai mari necesită o altă metodă, de exemplu reometrul capilar Rosand. Aici, sunt posibile viteze de forfecare de până la 1 000 000 s-1. Totuși, acestea necesită o cantitate mai mare de material. O soluție pentru extinderea gamei de viteze de forfecare pentru volume mici de probe este lucrul cu sistemul Ewart Mooney în reometrul rotațional Kinexus.