Мы представляем подробный протокол калибровки для коммерческого метода реологии ортогональной суперпозиции с использованием ньютоновских жидкостей, включая методы определения поправочного коэффициента конечного эффекта и рекомендации по лучшим практикам для уменьшения экспериментальной ошибки.
Для просмотра этого контента требуется подписка на JoVE. Войдите или начните свой бесплатный пробный период.
Методическая статья
Калибровочные процедуры для реологии ортогональной суперпозиции
В этой статье
Краткое содержание
Аннотация
Реология ортогональной суперпозиции (OSP) является передовым реологическим методом, который включает в себя наложение малоамплитудной колебательной деформации сдвига, ортогональной к первичному потоку сдвига. Данная методика позволяет измерять структурную динамику сложных флюидов в условиях нелинейного течения, что важно для понимания и прогнозирования производительности широкого спектра сложных флюидов. Реологическая техника OSP имеет долгую историю развития с 1960-х годов, в основном с помощью специально изготовленных устройств, которые подчеркнули мощь этой техники. Техника OSP в настоящее время коммерчески доступна для сообщества реологов. Учитывая сложную конструкцию геометрии OSP и неидеальное поле потока, пользователи должны понимать величину и источники погрешности измерения. В этом исследовании представлены процедуры калибровки с использованием ньютоновских жидкостей, которые включают рекомендации по передовым методам снижения погрешностей измерений. В частности, приводится подробная информация о методе определения коэффициента конечного эффекта, процедуре заполнения образца и определении соответствующего диапазона измерений (например, скорости сдвига, частоты и т.д.
Введение
Понимание реологических свойств сложных жидкостей имеет важное значение для многих отраслей промышленности для разработки и производства надежных и воспроизводимых продуктов1. К этим «сложным жидкостям» относятся суспензии, полимерные жидкости и пены, которые широко существуют в нашей повседневной жизни, например, в средствах личной гигиены, продуктах питания, косметике и бытовых товарах. Реологические или проточные свойства (например, вязкость) являются ключевыми величинами, представляющими интерес для установления показателей производительности для конечного использования и технологичности, но свойства потока взаимосвязаны с микроструктурами,....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Протокол
1. Настройка реометра
ПРИМЕЧАНИЕ: Протокол в этом разделе описывает основные этапы проведения реологического эксперимента (либо для отдельного реометра с мотор-преобразователем, либо для комбинированного реометра двигателя-преобразователя), включая подготовку установки, установку соответствующей геометрии, загрузку испытательного материала, настройку процедуры эксперимента, указание геометрии и начало испытания. Для работы OSP предоставляются специальные инструкции и примечания. Чтобы свести к минимуму тепловые градиенты в преобразователе, рекомендуется включать реометр не менее чем за 30 минут до начала операции. Программное обеспечение реом....
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Результаты
Репрезентативные результаты измерений калибровки вязкости по стандарту вязкости силикона 12,2 Па представлены на фиг.5 и фиг.6. Обратите внимание, что первичный коэффициент конечного эффекта и ортогональный коэффициент конечного эффекта установлены равными 1,00 для выполнения калибровки. На рисунке 5 показана устойчивая вязкость сдвига и крутящий момент в зависимости от скорости сдвига на графике с двойной осью Y. Силиконовая жидкос.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Обсуждение
В этом протоколе мы представляем подробную экспериментальную процедуру выполнения калибровочных измерений вязкости с использованием ньютоновских жидкостей для коммерческого метода реологии ортогональной суперпозиции с двухстенной концентрической цилиндрической геометрией. Калибровочные коэффициенты, т.е. первичный фактор конечного эффекта CL и ортогональный фактор конечного эффекта CLo, определяются независимо путем проведения испытаний на устойчивую скорость сдви.......
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Раскрытие информации
Полное описание процедур, используемых в настоящем документе, требует идентификации определенных коммерческих продуктов и их поставщиков. Включение такой информации никоим образом не должно толковаться как указание на то, что такие продукты или поставщики одобрены NIST или рекомендованы NIST или что они обязательно являются лучшими материалами, инструментами, программным обеспечением или поставщиками для описанных целей.
Благодарности
Ран Тао хотел бы поблагодарить за финансирование от Национального института стандартов и технологий Министерства торговли США по гранту 70NANB15H112. Финансирование Аарона М. Форстера было предоставлено за счет ассигнований Конгресса Национальному институту стандартов и технологий.
....Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Материалы
| Имя | Компания | Каталожный номер | Комментарии |
|---|---|---|---|
| Усовершенствованная система Пельтье | TA Instruments | 402500.901 | Устройство управления окружающей средой |
| ARES-G2 Реометр | TA Instruments | 401000.501 | Реометр |
| Брукфилд Силиконовая жидкость, 12500cP | AMTEK Brookfield | 12500 cps | Вязкость стандартная жидкость |
| OSP Щелевой боб, 33 мм | TA Instruments | 402796.902 | Боб, верхняя геометрия |
| OSP Щелевая чашка с двойным зазором, 34 мм | TA Instruments | 402782.901 | Двойная стенная чашка, нижняя геометрия |
| Дозатор (1 – 10 мл) | Eppendorf | 3120000089 | Для нагружения испытательных материалов |
| Пипетка (100 – 1,000 & микро; L) | Eppendorf | 3123000063 | Для загрузки тестовых материалов |
| Наконечники для пипеток (0,5 – 10 мл) | Eppendorf | 022492098 | Для загрузки тестовых материалов |
| Наконечники для пипеток (50 – 1,000 &m; L) | Eppendorf | 022491555 | Для нагружения испытательных материалов |
| Шпатель | VWR | 82027-532 | Для нагружения испытательных материалов |
| TRIOS | TA Instruments | v4.3.1.39215 | Программное обеспечение для реометра |
Ссылки
- Macosko, C. W. Rheology: principles, measurements, and applications. , VCH. New York, NY. (1994).
- Larson, R. G. The Structure and Rheology of Complex Fluids. , Oxford University Press. New York, NY. (1999).
- Vermant, J., Moldenaers, P., Mewis, J., Ellis, M., Garritano, R.
Доступ ограничен. Войдите в систему или начните пробный период, чтобы просмотреть этот контент.
Перепечатки и разрешения
Теги
