Trong ngành công nghiệp hóa dầu, cốt lõi của máy đo độ nhớt là xác định độ nhớt của chất lỏng bằng cách đo ma sát bên trong khi nó đang chảy, và biểu hiện của lực ma sát bên trong này có liên quan chặt chẽ đến phương pháp đo. Các loại nhớt kế khác nhau mặc dù nguyên lý có trọng lượng riêng, nhưng đều xoay quanh đặc tính chống biến dạng của chất lỏng.
Máy đo độ nhớt mao mạch: tính độ nhớt theo thời gian dòng chảy
Cốt lõi của nguyên tắc: Sử dụng thời gian chất lỏng chảy qua mao mạch dưới tác động của trọng lực hoặc áp suất để tính độ nhớt.
Các sản phẩm dầu mỏ (như dầu bôi trơn, dầu nhiên liệu) có tốc độ dòng chảy tỷ lệ nghịch với độ nhớt khi đi qua mao mạch có chiều dài và đường kính bên trong ở nhiệt độ cụ thể - độ nhớt càng lớn, dòng chảy càng chậm, càng mất nhiều thời gian.
Theo định luật của Poucheye, trong trạng thái dòng chảy tầng, dòng chảy thể tích của chất lỏng qua mao dẫn tỷ lệ nghịch với độ nhớt. Bằng cách đo thời gian dòng chảy của một thể tích chất lỏng nhất định, kết hợp với kích thước mao dẫn, mật độ chất lỏng và các thông số khác, độ nhớt chuyển động có thể được tính trực tiếp (đơn vị thường được sử dụng trong hóa dầu là mm²/s).
Loại máy đo độ nhớt này có cấu trúc đơn giản và phù hợp cho việc kiểm tra độ nhớt thông thường của phòng thí nghiệm đối với các sản phẩm dầu mỏ trong suốt hoặc mờ.
Máy đo độ nhớt quay: đẩy ngược độ nhớt bằng mô-men xoắn
Cốt lõi của nguyên tắc: Độ nhớt được xác định bằng cách đo mô-men xoắn lực cản mà các bộ phận quay phải chịu trong chất lỏng.
Rotor (hoặc xi lanh bên ngoài) của thiết bị quay với tốc độ quay không đổi dưới sự điều khiển của động cơ, và khi rotor được ngâm trong chất lỏng dầu (như dầu thô, dung dịch polymer), dòng chảy tạo ra lực cản nhớt đối với rotor, khiến rotor bị mô-men xoắn. Độ nhớt càng lớn, lực cản càng lớn và mô-men xoắn càng lớn.
Cảm biến chuyển đổi tín hiệu mô-men xoắn thành tín hiệu điện, kết hợp với mô hình rôto, tốc độ quay và các thông số khác, trực tiếp hiển thị độ nhớt động lực của chất lỏng (đơn vị là mPa・s).
Máy đo độ nhớt quay thích hợp để đo độ nhớt cao hoặc chất lỏng không Newton (như dầu thô, dầu đặc), có thể mô phỏng trạng thái dòng chảy trong quá trình vận chuyển đường ống, khuấy và các quy trình khác.
Drop Ball Viscosometer: Sử dụng gia tốc trọng lực để đo độ nhớt
Cốt lõi của nguyên lý: Tính độ nhớt dựa trên tốc độ rơi tự do của quả cầu trong chất lỏng.
Trong một ống thủy tinh thẳng đứng, một quả cầu tiêu chuẩn có mật độ lớn hơn chất lỏng rơi xuống dưới lực hấp dẫn, chịu lực cản nhớt của chất lỏng. Theo định luật Stokes, khi một quả cầu chuyển động với tốc độ đồng đều, lực cản nhớt có liên quan đến tốc độ rơi, bán kính và độ nhớt của chất lỏng - độ nhớt càng lớn, quả cầu rơi càng chậm.
Bằng cách đo thời gian quả cầu rơi ở một khoảng cách nhất định, độ nhớt động lực của chất lỏng có thể được tính toán. Loại máy đo độ nhớt này thường được sử dụng trong khai thác dầu thô để phát hiện nhanh tại chỗ, đặc biệt thích hợp cho các phép đo thô của dầu thô có độ nhớt cao.
Máy đo độ nhớt rung: Giảm độ nhớt bằng rung
Cốt lõi của nguyên tắc: Sử dụng sự thay đổi giảm xóc của các yếu tố rung khi rung trong chất lỏng để phản ánh độ nhớt.
Các đầu dò rung trong thiết bị (chẳng hạn như ngã ba, cảm biến thanh) rung ở tần số cố định và khi đầu dò chìm trong chất lỏng dầu, dòng chảy sẽ cản trở sự rung động của nó, dẫn đến thay đổi biên độ hoặc tần số rung. Độ nhớt càng lớn, giảm xóc càng mạnh, sự suy giảm rung động càng rõ rệt.
Nó có thể được chuyển đổi thành giá trị độ nhớt bằng cách phát hiện sự thay đổi trong các thông số rung. Ưu điểm của nó là phản ứng nhanh, phù hợp để theo dõi trực tuyến trong thời gian thực (chẳng hạn như thay đổi độ nhớt của dầu trong đường ống), có thể phản hồi kịp thời các đặc tính chất lỏng trong quá trình sản xuất.
Tóm tắt: Common and Differences of Viscosometer Principles
Bất kể loại nào, máy đo độ nhớt trong ngành công nghiệp hóa dầu sử dụng khả năng của chất lỏng để chống lại dòng chảy hoặc biến dạng làm lõi đo, chỉ đơn giản là chuyển đổi khả năng này thành giá trị độ nhớt có thể định lượng được bằng các cách khác nhau (thời gian dòng chảy, mô-men xoắn, vận tốc rơi, giảm xóc rung).
Máy đo độ nhớt mao mạch phù hợp với phân tích phòng thí nghiệm có độ chính xác cao, máy đo độ nhớt quay phù hợp với chất lỏng phức tạp, máy đo độ nhớt thả bóng thuận tiện cho việc phát hiện nhanh chóng tại chỗ, máy đo độ nhớt rung đáp ứng giám sát thời gian thực trực tuyến, chúng cùng nhau cung cấp hỗ trợ dữ liệu quan trọng cho sản xuất, lưu trữ và kiểm soát chất lượng các sản phẩm dầu mỏ.