Dans l'industrie pétrochimique, le cœur d'un viscosimètre est de déterminer la viscosité d'un fluide en mesurant sa force de frottement interne lorsqu'il s'écoule, et la manifestation de cette force de frottement interne est étroitement liée à la méthode de mesure. Les différents types de viscosimètres, bien que le principe soit axé, tournent autour de la propriété du fluide de résister à la déformation.
Viscosimètre capillaire: calculer la viscosité en fonction du temps d'écoulement
Noyau du principe: Calculez la viscosité en utilisant le temps qu'un fluide passe à travers un capillaire sous l'effet de la gravité ou de la pression.
Les produits pétroliers (par exemple, les lubrifiants, les carburants) s’écoulent à des températures spécifiques, à travers des capillaires d’une certaine longueur et d’un certain diamètre intérieur, à des vitesses inversement proportionnelles à la viscosité – plus la viscosité est grande, plus l’écoulement est lent et plus le temps nécessaire est long.
Selon la loi de posu Leaf, à l'état laminaire, le débit volumique du fluide à travers le capillaire est inversement proportionnel à la viscosité, en mesurant le temps d'écoulement d'un certain volume de fluide, en combinaison avec des paramètres tels que la taille du capillaire, la densité du fluide, etc., la viscosité cinématique peut être directement calculée (l'unité commune dans la pétrochimie est mm² / s).
Ce type de viscosimètre a une structure simple et convient à la détection de viscosité conventionnelle en laboratoire de produits pétroliers transparents ou translucides.
Viscosimètre rotatif: inverser la viscosité avec le couple
Noyau du principe: la viscosité est déterminée en mesurant le couple résistant auquel est soumise une pièce tournante dans un fluide.
Le rotor (ou le cylindre extérieur) de l'instrument tourne à une vitesse de rotation constante entraînée par un moteur, et lorsque le rotor est immergé dans un fluide pétrolier (par exemple, pétrole brut, solution de polymère), le fluide crée une résistance visqueuse au rotor, ce qui entraîne un couple pour le rotor. Plus la viscosité est grande, plus la résistance est grande et plus le couple est grand.
Le capteur convertit le signal de couple en signal électrique, puis combine le modèle de rotor, la vitesse de rotation et d'autres paramètres pour afficher directement la viscosité cinétique du fluide (en mpa・s).
Le viscosimètre rotatif est adapté à la mesure de fluides de viscosité élevée ou non Newtoniens (tels que le pétrole brut, les huiles épaisses) et peut simuler l'état de l'écoulement dans le transport par pipeline, l'agitation et d'autres processus.
Viscosimètre à boule de chute: mesure de la viscosité par accélération gravitationnelle
Principe de base: la viscosité est calculée en fonction de la vitesse à laquelle la sphère tombe librement dans le fluide.
À l'intérieur d'un tube de verre vertical, une sphère standard de densité supérieure à celle du fluide tombe par gravité, soumise à la résistance visqueuse du fluide. Selon la loi de Stokes, lorsqu'une sphère fait un mouvement uniforme, la résistance visqueuse est liée à la vitesse de chute de la sphère, au rayon et à la viscosité du fluide - plus la viscosité est grande, plus la chute de la sphère est lente.
En mesurant le temps pendant lequel la sphère tombe à une certaine distance, la viscosité cinétique du fluide peut être calculée. Ce type de viscosimètre est souvent utilisé dans l'extraction de pétrole brut pour une détection rapide sur site et est particulièrement adapté aux mesures grossières de pétrole brut à haute viscosité.
Viscosimètre vibrant: viscosité amortie par les vibrations
Noyau du principe: utiliser les variations d'amortissement des éléments vibrants lorsqu'ils vibrent dans un fluide pour refléter la viscosité.
Les sondes vibrantes (p. ex., diapasons, capteurs à tige) dans un instrument vibrent à une fréquence fixe, et lorsque la sonde est immergée dans un fluide pétrolier, le fluide entrave sa vibration, ce qui entraîne un changement d'amplitude ou de fréquence des vibrations. Plus la viscosité est grande, plus l'amortissement est fort et plus l'atténuation des vibrations est prononcée.
En détectant les variations des paramètres de vibration, il peut être converti en valeurs de viscosité. L'avantage est une réponse rapide, adaptée à la surveillance en ligne en temps réel (par exemple, le changement de viscosité des produits pétroliers dans les tuyaux) et la possibilité de rétroaction en temps opportun sur les caractéristiques des fluides dans le processus de production.
Résumé: confluence et différence dans le principe du viscosimètre
Quel que soit le type, les viscosimètres de l'industrie pétrochimique utilisent la capacité d'un fluide à résister à l'écoulement ou à la déformation comme noyau de mesure, en traduisant simplement cette capacité en une valeur de viscosité quantifiable par différents moyens (temps d'écoulement, couple, vitesse de chute, amortissement des vibrations).
Les viscosimètres capillaires sont adaptés aux analyses de laboratoire de haute précision, les viscosimètres rotatifs sont adaptés aux fluides complexes, les viscosimètres à billes tombantes facilitent la détection rapide sur le terrain et les viscosimètres vibrants répondent à la surveillance en ligne en temps réel. Ensemble, ils fournissent un support de données clé pour la production, le stockage et Le contrôle de la qualité des produits pétroliers.