En la industria petroquímica, el núcleo del visómetro es determinar su viscosidad midiendo la fricción interna al fluir un fluido, y esta manifestación de fricción interna está estrechamente relacionada con el método de medición. Aunque los diferentes tipos de viscosímetros tienen sus propios principios, giran en torno a las características de los fluidos que resisten la deformación.
Viscosímetro capilar: calcular la viscosidad por el tiempo de flujo
Núcleo del principio: calcular la viscosidad utilizando el tiempo que un líquido fluye a través del capilar bajo la acción de la gravedad o la presión.
Los productos petroleros (como los lubricantes y los combustibles) a temperaturas específicas, cuando pasan por un capilar de cierta longitud e diámetro interior, su velocidad de flujo es inversamente proporcional a la viscosidad: cuanto mayor sea la viscosidad, más lento será el flujo y más tiempo tomará.
De acuerdo con la Ley de busuye, en estado laminar, el flujo de volumen del líquido que fluye a través del capilar es inversamente proporcional a la viscosidad. al medir el tiempo de flujo de un cierto volumen de líquido, combinado con el tamaño del capilar, la densidad del líquido y otros parámetros, se puede calcular directamente la viscosidad dinámica (la unidad común en La industria petroquímica es mm m2 / s).
Este tipo de visómetro tiene una estructura simple y es adecuado para la detección rutinaria de viscosidad de productos petroleros transparentes o translúcidos en el laboratorio.
Viscosímetro giratorio: empuje la viscosidad hacia atrás con par
Núcleo del principio: la viscosidad se determina midiendo el par de resistencia al que se somete el componente giratorio en el líquido.
El rotor (o cilindro exterior) del instrumento gira a una velocidad constante impulsada por el motor, y cuando el rotor está sumergido en un líquido petrolero (como petróleo crudo, solución de polímero), el líquido genera resistencia viscosa al rotor, lo que resulta en un par del rotor. Cuanto mayor sea la viscosidad, mayor será la resistencia y mayor será el par.
El sensor convierte la señal de par en una señal eléctrica, combinada con el modelo del rotor, la velocidad de rotación y otros parámetros, para mostrar directamente la viscosidad dinámica del líquido (en MPa · s).
El visómetro giratorio es adecuado para la medición de fluidos de alta viscosidad o no newtonianos (como petróleo crudo, petróleo pesado), y puede simular el Estado de flujo en el transporte de tuberías, agitación y otros procesos.
Viscosímetro de bola de caída: medir la viscosidad a través de la aceleración de la gravedad
Núcleo del principio: calcular la viscosidad de acuerdo con la velocidad a la que la esfera cae libremente en el líquido.
En un tubo de vidrio vertical, una esfera estándar con una densidad mayor que el fluido cae bajo la acción de la gravedad y está sujeta a la resistencia viscosa del fluido. Según la Ley de stokes, cuando la esfera se mueve a una velocidad uniforme, la resistencia viscosa está relacionada con la velocidad de caída de la esfera, el radio y la viscosidad del líquido: cuanto mayor sea la viscosidad, más lenta será la caída de la esfera.
Al medir el tiempo de caída de la esfera a una cierta distancia, se puede calcular la viscosidad dinámica del líquido. Este tipo de visómetro se utiliza a menudo para la detección rápida in situ en la extracción de petróleo crudo, especialmente para la medición aproximada de petróleo crudo de alta viscosidad.
Visómetro de vibración: viscosidad determinada por amortiguación de vibración
Núcleo del principio: utilizar los cambios de amortiguación de los elementos vibrantes cuando vibran en el líquido para reflejar la viscosidad.
Las sondas vibrantes del instrumento (como diapasones, sensores en forma de barra) vibran con una frecuencia fija, y cuando la sonda está sumergida en un líquido de petróleo, el líquido dificulta su vibración, lo que provoca cambios en la amplitud o frecuencia de la vibración. Cuanto mayor sea la viscosidad, más fuerte será la amortiguación y más obvia será la atenuación de la vibración.
Al detectar cambios en los parámetros de vibración, se puede convertir en valores de viscosidad. Su ventaja es que la respuesta es rápida, adecuada para el monitoreo en tiempo real en línea (como los cambios de viscosidad de los productos petroleros en las tuberías) y puede retroalimentar oportunamente las características del fluido en el proceso de producción.
Resumen: similitudes y diferencias en los principios del visómetro
Cualquiera que sea el tipo, el visómetro de la industria petroquímica toma como núcleo de medición la capacidad del fluido para resistir el flujo o la deformación, y solo convierte esta capacidad en valores de viscosidad cuantificables de diferentes maneras (tiempo de flujo, par, velocidad de caída, amortiguación de vibración).
Los viscosímetros capilares son adecuados para análisis de laboratorio de alta precisión, los viscosímetros rotativos se adaptan a fluidos complejos, los viscosímetros de caída de bolas son fáciles de detectar rápidamente en el sitio, mientras que los viscosímetros de vibración satisfacen el monitoreo en tiempo real en línea, que juntos proporcionan soporte de datos clave para la producción, almacenamiento, transporte y control de calidad de productos petroleros.