In der petrochemischen Industrie besteht der Kern eines Viskosometers darin, die Viskosität durch die Messung der inneren Reibung beim Flussfluss zu bestimmen, deren Ausdruck eng mit der Messmethode verbunden ist. Verschiedene Arten von Viskosometern haben zwar jeweils einen Fokus auf das Prinzip, sind jedoch um die Eigenschaften der Flüssigkeitsbeständigkeit ausgeweitet.
Kapillar Viskosometer: Viskosität basierend auf der Strömungszeit
Kernprinzip: Berechnen Sie die Viskosität mit der Zeit, die Flüssigkeit unter Schwerkraft oder Druck durch die Kapillaren fließt.
Wenn Ölprodukte (wie Schmierstoffe, Kraftstoffe) bei bestimmten Temperaturen durch Kapillaren mit einer bestimmten Länge und einem bestimmten Innendurchmesser fließen, ist ihre Strömungsgeschwindigkeit umgekehrt verhältnismäßig zur Viskosität - je größer die Viskosität ist, desto langsamer fließt, desto länger dauert es.
Gemäß dem Gesetz von Poissu-Blatt ist der Flüssigkeitsstrom durch die Kapillare im Umkehrverhältnis zu der Viskosität im Schichtstromzustand. Durch die Messung der Strömungszeit einer bestimmten Volumenflüssigkeit, in Kombination mit der Kapillargröße, der Flüssigkeitsdichte und anderen Parametern, kann die Bewegungsviskizität direkt berechnet werden (die in der petrochemischen Industrie häufig verwendete Einheit ist mm² / s).
Diese Art von Viskosometer ist einfach aufgebaut und eignet sich für die konventionelle Viskositätsprüfung von transparenten oder halbtransparenten Ölprodukten im Labor.
Rotationsviskizitätsmesser: Viskosität mit Drehmoment
Grundprinzip: Bestimmung der Viskosität durch Messung des Widerstandsmoments des Drehteils in der Flüssigkeit.
Der Rotor (oder der Außenzylinder) des Instruments dreht sich unter Motorantrieb mit einer konstanten Drehzahl. Wenn der Rotor in eine Ölflüssigkeit (wie Rohöl, Polymerlösung) eintaucht, erzeugt die Flüssigkeit einen klebrigen Widerstand gegen den Rotor, was zu einem Drehmoment führt. Je größer die Viskosität, desto größer der Widerstand, desto größer das Drehmoment.
Der Sensor wandelt das Drehmomentsignal in ein elektrisches Signal um und zeigt anschließend die dynamische Viskosität der Flüssigkeit direkt an (in mPa·s).
Rotationsviskosimeter eignen sich für die Messung von hochviskozen oder nicht-newtonischen Flüssigkeiten (z. B. Rohöl, dickes Öl) und simulieren den Strömungszustand bei Rohrleitungsförderung, Rühren und anderen Prozessen.
Fallkugelviskositätsmesser: Messung der Viskosität durch Schwerkraftbeschleunigung
Grundprinzip: Die Viskosität wird anhand der Geschwindigkeit berechnet, mit der die Kugel in der Flüssigkeit frei fällt.
Im vertikalen Glasrohr fällt die Standardkugel mit einer Dichte größer als die Flüssigkeit unter Schwerkraftwirkung und ist dem klebrigen Widerstand der Flüssigkeit ausgesetzt. Nach dem Stokes-Gesetz ist der Viskositätswiderstand, wenn sich die Kugel gleichmäßig bewegt, mit der Geschwindigkeit, dem Radius und der Flüssigkeitsviskizität der Kugel verbunden - je größer die Viskosität ist, desto langsamer fällt die Kugel.
Durch die Messung der Zeit, die die Kugel auf eine bestimmte Entfernung fällt, kann die dynamische Viskosität der Flüssigkeit berechnet werden. Diese Viskosometer werden häufig für die schnelle Erkennung vor Ort im Rohölbau verwendet und eignen sich insbesondere für die grobe Messung von Rohöl mit hoher Viskosität.
Vibrationsviskositätsmesser: Viskosität durch Vibrationsdämpfung
Kernprinzip: Veränderungen der Dämpfung bei Schwingungselementen in der Flüssigkeit reflektieren die Viskosität.
Die Vibrationssonde im Gerät (z. B. Tongabel, Stabsensoren) vibriert mit einer festen Frequenz. Wenn die Sonde in die Ölflüssigkeit eintaucht, behindert die Flüssigkeit ihre Vibrationen, was zu einer Änderung der Schwingungsgröße oder -frequenz führt. Je größer die Viskosität, desto stärker die Dämpfung, desto deutlicher ist die Vibrationsdämpfung.
Durch die Erkennung von Änderungen der Schwingungsparameter können sie in Viskositätswerte umgewandelt werden. Der Vorteil besteht darin, dass es schnell reagiert und für die Online-Echtzeitüberwachung geeignet ist (z. B. Viskositätsänderungen von Ölprodukten in Rohrleitungen), um die Flüssigkeitseigenschaften im Produktionsprozess rechtzeitig zurückzuführen.
Zusammenfassung: Gemeinsamkeiten und Unterschiede des Viskosometerprinzips
Unabhängig von welchem Typ messen Viskosimeter in der petrochemischen Industrie die Fähigkeit von Flüssigkeiten, sich gegen Strömungen oder Veränderungen zu widerstehen, als Kern, aber diese Fähigkeit wird auf verschiedene Weise (Strömungszeit, Drehmoment, Abfallgeschwindigkeit, Schwingungsdämpfung) in messbare Viskositätswerte umgewandelt.
Kapillare Viskosometer eignen sich für die hochpräzise Laboranalyse, Rotationsviskosimeter für komplexe Flüssigkeiten, Fallkugelviskositätsmesser für schnelle Erkennung vor Ort und Vibrationsviskositätsmesser für die Online-Echtzeitüberwachung, die gemeinsam wichtige Datenunterstützung für die Produktion, den Transport und die Qualitätskontrolle von Ölprodukten bieten.