1. 설정 :
* 두 동심원 실린더 : 내부 실린더는 외부 실린더 내에 매달리며, 유체가 테스트되는 유체로 채워진 작은 간격이 있습니다.
* 모터 및 토크 센서 : 내부 실린더는 제어 속도로 회전하는 모터에 연결됩니다. 토크 센서는이 회전을 유지하는 데 필요한 힘을 측정합니다.
2. 작동 원리 :
* 유체 흐름 : 내부 실린더가 회전함에 따라 유체가 틈에서 유체를 끌어냅니다. 이로 인해 갭에 걸쳐 속도 구배가 생겨 전단 응력이 발생합니다.
* 전단 응력 및 전단 속도 : 전단 응력 (τ)은 내부 실린더에 적용되는 토크 (t)에 비례하고 실린더의 반경 (R) 및 높이 (H)에 반비례합니다.
* τ =(2t) / (πr²h)
* 뉴턴 유체 : 뉴턴 유체의 경우, 전단 응력은 전단 속도 (γİ)에 직접 비례합니다. 이 관계는 유체의 점도 (μ)에 의해 정의됩니다.
* τ =μγ İ
* 비 뉴턴 유체 : 비 뉴턴 유체의 경우,이 관계는 더 복잡하고 유량 곡선으로 표현 될 수 있으며, 이는 전단 속도에 대한 전단 응력을 플로팅합니다.
3. 전단 속도 측정 :
* 각속도 : 모터의 속도는 내부 실린더의 각속도 (ω)를 계산하는 데 사용됩니다.
* 전단 속도 계산 : 전단 속도 (γİ)는 각도 속도와 실린더 사이의 갭 폭 (d)에 기초하여 계산된다.
* γİ =(ωr) / d
* 흐름 곡선 : 모터 속도를 변경하고 해당 토크를 기록함으로써 다양한 전단 속도 및 전단 응력을 얻을 수있어 유체의 유량 곡선을 생성 할 수 있습니다.
4. 동심 실린더 점도계의 장점 :
* 넓은 전단 속도 범위 : 낮은 곳에서 높은 범위에서 전단 속도를 측정 할 수 있습니다.
* 정확한 측정 : 비교적 정확한 점도 측정을 제공합니다.
* 다목적 : Newtonian 및 Newtonian 유체를 포함한 다양한 유체 유형에 사용할 수 있습니다.
* 온도 제어 : 제어 온도 측정을 허용합니다.
5. 제한 사항 :
* 종료 효과 : 실린더 끝 근처의 흐름은 특히 낮은 전단 속도에서 측정에 영향을 줄 수 있습니다.
* 유체 특성 : 측정의 정확도는 유체의 유변학 적 특성 (예 :점도, 혈소부 및 항복 응력)에 따라 다릅니다.
* 청소 : 오염을 피하기 위해 측정간에 철저한 청소가 필수적입니다.
요약하면, 동심 실린더 점도계는 내부 실린더를 회전시키고 결과 토크를 측정하여 작동합니다. 이 토크는 실린더 치수 및 회전 속도와 함께 전단 속도를 계산하고 유체의 점도 또는 흐름 거동을 결정하는 데 사용됩니다.
