Posted by(작성하신 분) MaxMet Research Institute ( June 21, 2003 at 13:44:27: )
In Reply to(원문) : flow behaviour index & consistency insdex
posted by(원문 작성자) : 권오성/연세대학교 on June 11, 2003 at 23:50:09:
For the measurement of constancy index and flow index, you should use either
- rotational viscomster
- rheometer
with which you can measure the share stress value corresponding to the dedicated
shear rate(s-1).
plot S Stress vs S rate and you can find easily the K and n value in linear scale(in fact the
relation ship is non-linera but logarithmic).
Please refer to our consultation page as follows(in Korean)
(답변)
페인트, Carboxy Methyl Cellulose(CMC)는 pseudoplastic계
비뉴튼성 유체입니다. 뉴튼성유체(물, 공기등과 같은 유체)는
전단율과 전단응력의 비율이 전단율의 변화에 따라 일정하지만,
비뉴튼성 유체는 그 비율이 전단율의 크기에 따라 변화합니다.
따라서 CMC의 경우와 같은
비뉴튼성 유체의 점도는 외부 스트레스의 변화(또는 스핀들의
속도)에 따라 그 값이 틀릴 수 밖에 없습니다.
수없이 rpm을 바꾸어 재보시더라도 측정치는 rpm에 따라
계속 달라지는 것을 확인하실 수 있읍니다
(틱소트로피에 관해서는 위의 글을 참조하십시오).
유체의 종류를 뉴튼의 분류에 따라 정리해 보면
다음과 같습니다.
뉴튼성 유체 : 전단응력 =(비율이 항상일정) 점도 x 전단율
비뉴튼성 유체 : 전단응력 =(비율이 전단율 크기에 따라 변화) 점도 x 전단율
따라서 비뉴튼성 유체는 겉보기 점도의 개념을 이용하여
점도를 측정하고 기준값을 마련해야 합니다.
전단응력 = 상수점도(consistency) x 전단율^n
여기서 겉보기 점도= 절대값(상수점도x 전단율) ^ n-1
상수점도(consistency index)는 비뉴튼성 유체의 점도값을
표현하는 값입니다.
표현하시는 변수들은 상수점도와 함께 유동지수(flow behaviour index) ,
n값을 제시합니다.
n =1 일 경우 뉴튼성유체
n < 1 일 경우 슈도플라스틱(psedo-plastic)
n > 1 일 경우 딜레이턴트(dilatant)
따라서 이 경우 회전형 점도계를 사용한다면 첫번째 추천방법은
겉보기 점도를 두가지 또는 그 이상의 스핀들속도에서 측정하여
비뉴튼성 유체(샘플)의 특성을 규명해 두시는 것입니다.
전단응력과 전단율의 도표를 통해 해당유체의 일정온도에서의
상수점도와 n 값을 측정하여 이 값을 기준으로 활용하시면
됩니다. 이 값 둘은 여러 rpm에서 측정해 두면 해당유체의
성질이 변하지 않는 한 대표성이 있읍니다(단 정해진 온도에만 해당되며,
실 프로세스의 온도의 자료가 필요하면, 직접측정
또는 내외삽의 방법을 사용할 수 있습니다).
이렇게 하여 정해진 온도에서 상수점도(consistency index)
와 유동지수 n을 이용해 점도의 기준을 마련해 사용하십시오.
참고
CMC 0.2 wt % with tap water consiostency index(mN s^n/M^2) 7.85 (at 19.5 C) n=0.946
CMC 0.4 wt% with tap water consiostency index(mN s^n/M^2) 27.12 (at 19.5 C) n=0.836
nota: the data can be dependent on the specific CMC polyer MW
ref;
C.H.Kim, "Liquid Phase Axial Dispersion Characteristics in Three-Phase Fluidized Beds",
MS thesis, Dept. Chem. Eng., KAIST(1981)
: 연세대학교 환경공학과 대학원생입니다.
: CMC solution을 이용한 실험을 하고 있는데
: CMC 농도에 따른 K(consistency index)와 n(flow behaviour index)를 구하고자 합니다.
: 일반적으로 power law를 이용하여 shear rate 과 shear stress를 측정하면 위의 두 값을 쉽게 계산할 수 있을 텐데..어떻게 측정해야하는지 모르겠군요.
: 제가 사용하고 있는 점도계는 TOKIMEC사의 BL-type(concentric cylinder type)입니다.
: 바쁘시겠지만, 답변 부탁드립니다.