لزوجة محاليل البروبيلين جلايكول

اللزوجة هي مقياس لمقاومة السائل للتدفق وهي معلمة مفيدة في تصميم معالجة المنتجات الفعالة ومراقبة الجودة في مجموعة واسعة من الصناعات. تصف اللزوجة الاحتكاك الداخلي للسائل المتحرك. يقاوم السائل ذو اللزوجة العالية التدفق ، بينما يتدفق السائل ذو اللزوجة المنخفضة بسهولة أكبر. يستخدم مقياس اللزوجة الأنبوبي الزجاجي بشكل شائع لتحديد اللزوجة ، والذي يقيس الوقت الذي يستغرقه السائل لتدفق عبر أنبوب شعري. تطبق مقاييس اللزوجة الدورانية مثل هندسة اللوحة المتوازية قوى القص وتقيس عزم الدوران المطلوب لتدوير السائل. يوضح هذا الفيديو مبادئ اللزوجة ، ويوضح كيفية استخدام مقياس اللزوجة لتحديد التركيز غير المعروف لمحلول البروبيلين جلايكول ، ويناقش بعض التطبيقات الصناعية.

للبدء ، دعنا نراجع مبادئ اللزوجة. تصف اللزوجة الديناميكية للسائل القوة لكل وحدة مساحة سطح ، والمعروفة باسم إجهاد القص ، المطلوبة لتحريك السائل ، في هذه الحالة ، بالتوازي مع المستوى. يظل السائل الذي يتلامس عن كثب مع اللوحة السفلية في حالة راحة ، والسائل الذي يلامس اللوحة العلوية هو نفس سرعة تلك اللوحة. يرجع تدرج السرعة هذا إلى الاحتكاك الداخلي بين طبقات السائل ، ويعرف باسم معدل تشوه القص. يتم تعريف اللزوجة الديناميكية على أنها إجهاد القص مقسوما على معدل تشوه القص. يمكن أن تتأثر اللزوجة بدرجة الحرارة وكثافة السوائل والتكوين. ومع ذلك ، فإن تغيرات الضغط لها تأثير ضئيل. بمجرد معرفة اللزوجة الديناميكية ، فإن اللزوجة الحركية هي نسبة اللزوجة الديناميكية إلى كثافة السائل. هذا مقياس لمقاومة السائل للتدفق بسبب الجاذبية. تقيس العديد من الأدوات اللزوجة الحركية تجريبيا ، مثل مقياس اللزوجة Canon-Fenske. يتكون هذا الجهاز من حمام مائي كبير يتم التحكم فيه بدرجة الحرارة مع زعانف للحفاظ على توازن حراري ثابت. يتم استخدام أنابيب شعرية مختلفة الأحجام اعتمادا على لزوجة السائل التقريبية. باستخدام هذا الجهاز ، يتم سكب السائل في الأنبوب وشفطه بعد العلامات المحفورة. بعد ذلك ، يتم قياس الوقت اللازم للسائل للعودة عبر الأنبوب الشعري ، والمعروف باسم وقت التدفق. ثم يتم ضرب وقت التدفق في ثابت معايرة مقياس اللزوجة ، وهو خاص بالزجاج الشعري المستخدم لإعطاء اللزوجة الحركية. الآن بعد أن تعرفت على أساسيات اللزوجة، دعنا نقيس اللزوجة الحركية لمحاليل البروبيلين غليكول المعروفة لتحديد تركيز عينة غير معروفة.

التجربة بإعداد سبعة حلول للمعايرة بتركيزات متفاوتة من البروبيلين جلايكول والماء. قم بتسمية جميع المحاليل بالتركيز. احصل على عينة من التركيز المجهول ، واتركها جانبا. افحص جميع العينات السائلة بحثا عن النسالة أو الغبار أو الجزيئات الصلبة قبل الاستخدام ، وإذا لزم الأمر ، قم بتصفية العينة من خلال مرشح زجاجي مركزي. بعد ذلك ، قم بتنظيف مقياس اللزوجة باستخدام الماء وجففه بالهواء المصفى. تذكر استخدام الأنبوب الشعري الزجاجي بالحجم المناسب لمقياس اللزوجة ، والذي يعتمد على اللزوجة التقريبية للمحلول المراد اختباره.

الآن ، اسكب عينة في مقياس اللزوجة ، ثم امسح الذراع نظيفا. بعد ذلك ، ضع مقياس اللزوجة في الحامل وأدخله في حمام درجة الحرارة. انتظر من 10 إلى 15 دقيقة للسماح للعينة بالتوازن مع درجة حرارة الحمام. ثم قم بتطبيق الشفط على الذراع ، واسحب العينة في الأنبوب. الآن خذ ساعة توقيت وقم بقياس الوقت اللازم للعينة لتدفق بحرية أسفل الأنبوب الشعري بعد مغادرة نقطة النهاية المحددة. هذا هو وقت التدفق الخاص بك. كرر الإجراء لكل عينة. والآن بعد أن تم قياس جميع اللزوجات، دعونا نلق نظرة على النتائج ونحدد تركيز العينة المجهولة.

للعثور على تركيز العينة غير المعروفة ، استخدم بيانات العينات المعروفة واستيفاء لزوجة المحلول المجهول. أولا ، حدد اللزوجة الحركية بضرب الوقت المقاس في ثابت مقياس اللزوجة. ثم قم بتحويل اللزوجة الحركية إلى اللزوجة الديناميكية عن طريق الضرب في كثافة الكتلة. بعد ذلك ، ارسم اللزوجة الحركية كدالة لموليات العينات المعروفة. يوضح الرسم البياني أن اللزوجة تزداد مع زيادة تركيز البروبيلين جلايكول. تحديد العلاقة الخطية بين اللزوجة الحركية وتركيز البروبيلين. ثم استيفاء تركيز العينة المجهولة باستخدام لزوجتها المقاسة. في هذا العرض التوضيحي ، احتوت العينة المجهولة على 45 مول بالمائة من البروبيلين جلايكول. الآن بعد أن تعلمت كيفية استخدام اللزوجة لتحديد التركيز ، دعنا نفحص التطبيقات العديدة للزوجة في البيئات الصناعية.

يعد اختبار اللزوجة مهما في العديد من المجالات الصناعية بدءا من مصفاة البترول وإنتاج الخلايا الشمسية إلى التطبيقات الطبية الحيوية والبحوث. يعتبر القياس الدقيق للزوجة في صناعة البتروكيماويات ذا أولوية قصوى لأنه يستخدم ليس فقط لتحديد تكوين النفط الخام ، ولكن أيضا لتقييم مراقبة الجودة في المنتجات البتروكيماوية. تختلف اللزوجة من النفط الخام إلى الهيدروكربونات السائلة ، ويجب أخذها في الاعتبار من أجل ظروف تشغيل الاستخراج والمناولة والتكرير بكفاءة. يعد التوصيف الانسيابي للمعلقات عالية التركيز إلزاميا أيضا لتطوير المنتجات للتطبيقات التي تنطوي على سوائل معقدة ، مثل تلك المستخدمة في تعدين الخلايا الشمسية. يجب تعديل خصائص تدفق المعاجين الموصلة بعناية لضمان معالجة غير مضطربة وخالية من العيوب ومنع الترسيب وتراكم الجسيمات. في الطب ، التقنيات الريولوجية الدقيقة هي أدوات تشخيصية تحقق في تشوه خلايا الدم الحمراء ، وتكتشف أمراض الدم مثل فقر الدم المنجلي ، والتي تؤثر على لزوجة الدم. يتم استخدام البروتوكولات التي تستخدم السوائل الدقيقة مع معدلات القص القابلة للتعديل ومعالجة الصور لتحديد تراكم خلايا الدم الحمراء في دوران الأوعية الدقيقة كميا. تستخدم هذه البروتوكولات أيضا لتوصيف الأنسجة البشرية ، مثل مادة الدماغ ، لفهم الهيكل وهندسة المواد المستوحاة من الحيوية بشكل أفضل.

لقد شاهدت للتو مقدمة JOVE عن اللزوجة. يجب أن تعرف الآن المبادئ الأساسية للزوجة ، وأن تكون قادرا على تشغيل مقياس اللزوجة ، وأن تفهم أهمية اللزوجة في مجموعة متنوعة من التطبيقات. شكرا للمشاهدة.