บริษัท ซันสเวลล์แมชชีนเนอรี่ จำกัด
เครื่องบรรจุขวดสำหรับน้ำ น้ำผลไม้ เครื่องดื่มอัดลม นม และน้ำมัน ด้วยประสบการณ์ในตลาดโลก 12 ปีและกว่า 50 ประเทศ
June 24, 2022
กึ่งของเหลวหมายถึงวัสดุของไหลที่มีช่วงความหนืดของ 1,000-10,000mPa ·sเมื่อเติมวัสดุประเภทนี้ บ่อยครั้งเนื่องจากการเลือกขนาดเส้นผ่าศูนย์กลางวาล์วเติมไม่เหมาะสมและสถานการณ์การรั่วไหลซึ่งไม่เพียงส่งผลต่อความแม่นยำในการเติม แต่ยังก่อให้เกิดมลพิษ
ในการเติมจริง ปัญหาการเติมของวัสดุที่มีความหนืดมักจะแก้ไขได้ด้วยการเปลี่ยนขนาดลำกล้องหลายครั้งหรือใช้กลไกเสริมวิธีนี้ไม่เพียงแต่ใช้เวลานานและใช้แรงงานมาก แต่ยังเพิ่มต้นทุนการผลิตอีกด้วยหากสามารถวิเคราะห์ตามทฤษฎีได้ แรงตึงผิวของวัสดุสามารถนำมาใช้เพื่อป้องกันการหยดของน้ำในขั้นต้น และสามารถเลือกขนาดของวาล์วเติมได้โดยวิธีการคำนวณ และจากนั้นจะได้ผลดี
บทความนี้จะวิเคราะห์อิทธิพลของความหนืด อุณหภูมิ และแรงตึงผิวของวัสดุกึ่งของเหลวเป็นส่วนใหญ่ที่มีต่อเส้นผ่านศูนย์กลางของวาล์วเติม และสุดท้ายจะกำหนดเส้นผ่านศูนย์กลางที่เหมาะสมที่สุดของวาล์วเติม
1. ความสัมพันธ์ระหว่างความหนืดและอุณหภูมิของสารกึ่งของเหลว.
ความหนืดของวัสดุกึ่งของเหลวได้รับผลกระทบอย่างมากจากอุณหภูมิและมักจะลดลงแบบทวีคูณเนื่องจากความสัมพันธ์ระหว่างความหนืดและอุณหภูมิของสารกึ่งของเหลวที่วัดโดยการทดลองนั้นเป็นเพียงบางจุดที่ไม่ต่อเนื่อง เพื่อที่จะอำนวยความสะดวกในการวิเคราะห์ บทความนี้จึงสร้างแบบจำลองทางคณิตศาสตร์ที่ค่อนข้างง่ายภายใต้สมมติฐานของการประกันความถูกต้องจากข้อมูลการทดลอง ความสัมพันธ์ระหว่างความหนืดและอุณหภูมิของสารกึ่งของเหลวถูกสร้างขึ้นโดยใช้วิธีการถดถอยพหุนามตารางต่อไปนี้:
อุณหภูมิ/℃ | 20 | 30 | 40 | 50 |
ความหนืด×102/(ปาส) | 7.4022 | 4.8316 | 2.8921 | 1.7973 |
อุณหภูมิ/℃ | 60 | 75 | 85 | 95 |
ความหนืด×102/(ปาส) | 1.0338 | 0.8387 | 0.7412 | 0.5719 |
2. ความสัมพันธ์ระหว่างความหนืดกับแรงตึงผิว
ความหนืดและความตึงผิวของสารกึ่งของเหลวจะแปรผันตามอุณหภูมิเมื่ออุณหภูมิของวัสดุเพิ่มขึ้น แอมพลิจูดของการสั่นสะเทือนของโมเลกุลที่ตำแหน่งสมดุลจะเพิ่มขึ้น เวลาผ่อนคลายจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว และอัตราการแพร่กระจายของโมเลกุลจะเพิ่มขึ้นในเวลาเดียวกัน เมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น โมเลกุลเหล่านั้นที่มีพลังงานจลน์ความร้อนมากขึ้น ก็สามารถเอาชนะแรงดึงดูดของโมเลกุลของวัตถุและกลายเป็นโมเลกุลที่ระเหยได้ ดังนั้นความหนาแน่นของวัตถุจึงลดลง แรงดึงดูดของโมเลกุลก็ลดลงเช่นกัน และพลังงานศักย์พื้นผิวจะลดลงตามไปด้วยดังนั้นความหนืดและความตึงผิวจึงลดลงตามไปด้วยนี่คือการวิเคราะห์เชิงทฤษฎีเกี่ยวกับสาเหตุที่ความหนืดและความตึงผิวของวัสดุลดลงเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้นเพื่อให้ได้ความสัมพันธ์เชิงปริมาณที่แม่นยำยิ่งขึ้นระหว่างความหนืดและแรงตึงผิว ค่าที่สอดคล้องกันของความหนืดและแรงตึงผิวจะถูกวัดที่อุณหภูมิต่างกันดังแสดงในตารางต่อไปนี้:
ความหนืด×102/(ปาส) | 7.4022 | 4.8316 | 2.8921 | 1.7973 |
แรงตึงผิว×10-2/(น·ม-1) | 7.275 | 7.118 | 6.824 | 6.609 |
ความหนืด×102/(ปาส) | 1.0338 | 0.8387 | 0.7412 | 0.5719 |
แรงตึงผิว×10-2/(น·ม-1) | 6.322 | 6.251 | 6.186 | 6.037 |
3.ความสัมพันธ์ระหว่างแรงตึงผิวและลำกล้อง
ในการพิจารณาความสัมพันธ์ระหว่างแรงตึงผิวและเส้นผ่านศูนย์กลางของวาล์วเติม หลักการทดลองของการวัดแรงตึงผิวโดยวิธีปริมาตรหยดสามารถใช้เป็นพื้นฐานได้ใช้หลอดหยดสำหรับถ่ายเทของเหลวเพื่อค่อยๆ หยดวัสดุเมื่อหยดกำลังจะหยด ให้พิจารณาแรงตึงผิวของของเหลวคูณด้วยความยาวของเส้นรอบวงของปลายหยดเพื่อให้เท่ากับมวลของหยดหลังจากหยดหยดแล้ว จะยังมีของเหลวเหลืออยู่ที่ส่วนหน้าของหยด และพื้นผิวของหยดจี้ไม่ตั้งฉากกับหยดเมื่อหยด ดังนั้นจึงจำเป็นต้องแนะนำการแก้ไข ปัจจัย F ปัจจัยการแก้ไขคือข้อมูลเชิงประจักษ์ที่สร้างโดยรุ่นก่อนผ่านการทดลองที่แม่นยำและวิธีการวิเคราะห์ทางคณิตศาสตร์หลังจากการปรับปรุงและอาหารเสริมหลายๆ ครั้ง ปัจจัยการแก้ไขจะค่อยๆ ได้มา
4.บทสรุป:
สามารถเห็นได้จากแบบจำลองเชิงสัมพันธ์หลายแบบที่วิเคราะห์ข้างต้นว่าเมื่ออุณหภูมิการเติมที่ต้องการคงที่ ขั้นแรกให้กำหนดความหนืดของวัสดุของเหลวที่อุณหภูมินี้ จากนั้นจึงกำหนดแรงตึงผิวในเวลานี้ และสุดท้ายจะคำนวณเส้นผ่านศูนย์กลางของวาล์วเติมเมื่อเส้นผ่านศูนย์กลางของวาล์วเติมจริงน้อยกว่าหรือเท่ากับเส้นผ่านศูนย์กลางที่คำนวณได้ สามารถป้องกันไม่ให้วัสดุหยดไหลออกมาโดยใช้แรงตึงผิวการศึกษาเชิงทฤษฎีเกี่ยวกับเส้นผ่านศูนย์กลางของวาล์วเติมทำให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการลดความซับซ้อนของการออกแบบกลไกของวาล์วเติม และมีคุณค่าในทางปฏิบัติบางประการเมื่อรวมกับกลไกและส่วนประกอบใหม่ๆ ที่เพิ่มเข้ามา ทำให้สามารถป้องกันการเกิดหยดน้ำได้ดีกว่า
2022-06-22
ผู้แต่ง:โรบิน