Sunswell Machinery Co., Ltd.
Mesin pembotolan untuk air, jus, minuman berkarbonasi, susu dan minyak dengan 12 tahun pengalaman pasar global dan kehadiran lebih dari 50 negara.
June 24, 2022
Semi-cairan mengacu pada bahan fluida dengan kisaran viskositas 1000-10000mPa ·s.Saat mengisi bahan semacam ini, seringkali karena pemilihan diameter katup pengisian tidak masuk akal dan situasi kebocoran, yang tidak hanya mempengaruhi akurasi pengisian, tetapi juga menyebabkan polusi.
Dalam pengisian yang sebenarnya, masalah pengisian bahan kental sering diselesaikan dengan mengubah kaliber beberapa kali atau menggunakan mekanisme tambahan.Metode ini tidak hanya memakan waktu dan tenaga, tetapi juga meningkatkan biaya produksi.Jika dapat dianalisis secara teoritis, tegangan permukaan material dapat digunakan untuk mencegah tetesan pada awalnya, dan kaliber katup pengisi dapat dipilih dengan metode perhitungan, dan kemudian akan diperoleh efek yang baik.
Makalah ini terutama menganalisis pengaruh viskositas, suhu dan tegangan permukaan bahan semi-cair pada diameter katup pengisi, dan akhirnya menentukan diameter katup pengisi yang optimal.
1. Hubungan antara viskositas dan suhu semi-cair.
Viskositas bahan semi-cair sangat dipengaruhi oleh suhu dan biasanya menurun secara eksponensial.Karena hubungan antara viskositas dan suhu semi-cairan yang diukur oleh eksperimen hanya beberapa titik diskrit, untuk memudahkan analisis, makalah ini menyusun model matematika yang relatif sederhana dengan premis untuk memastikan akurasi.Berdasarkan data eksperimen, hubungan antara viskositas dan suhu semi-cair dibangun dengan menggunakan metode regresi polinomial.Tabel berikut:
| Suhu/℃ | 20 | 30 | 40 | 50 |
| Viskositas × 102/（Pa·s | 7.4022 | 4.8316 | 2.8921 | 1.7973 |
| Suhu/℃ | 60 | 75 | 85 | 95 |
| Viskositas×102/（Pa·s | 1.0338 | 0.8387 | 0,7412 | 0,5719 |
2. Hubungan antara viskositas dan tegangan permukaan.
Baik viskositas dan tegangan permukaan semi-cairan bervariasi dengan suhu.Ketika suhu bahan meningkat, amplitudo getaran molekul pada posisi setimbangnya meningkat, waktu relaksasi meningkat tajam, dan laju difusi molekul meningkat;pada saat yang sama, ketika suhu meningkat, molekul-molekul dengan energi kinetik termal yang lebih besar dapat mengatasi gaya tarik gravitasi molekul-molekul benda dan menjadi molekul yang menguap, sehingga kerapatan benda berkurang, gaya tarik-menarik molekul juga berkurang , dan energi potensial permukaan berkurang.Oleh karena itu, viskositas dan tegangan permukaan menurun.Ini adalah analisis teoretis tentang alasan mengapa viskositas dan tegangan permukaan material menurun dengan meningkatnya suhu.Untuk mendapatkan hubungan kuantitatif yang lebih akurat antara viskositas dan tegangan permukaan, nilai viskositas dan tegangan permukaan yang sesuai diukur pada suhu yang berbeda, seperti yang ditunjukkan pada tabel berikut:
| Viskositas × 102/（Pa·s | 7.4022 | 4.8316 | 2.8921 | 1.7973 |
| Tegangan permukaan × 10-2/（N·m-1kan | 7.275 | 7.118 | 6.824 | 6.609 |
| Viskositas × 102/（Pa·s | 1.0338 | 0.8387 | 0,7412 | 0,5719 |
| Tegangan permukaan × 10-2/（N·m-1kan | 6.322 | 6.251 | 6.186 | 6.037 |
3.Hubungan antara tegangan permukaan dan kaliber.
Saat menentukan hubungan antara tegangan permukaan dan diameter katup pengisian, prinsip eksperimental pengukuran tegangan permukaan dengan metode volume jatuh dapat digunakan sebagai dasar.Sebuah penetes untuk mentransfer cairan digunakan untuk perlahan-lahan menjatuhkan material.Ketika tetesan hampir jatuh, Pertimbangkan tegangan permukaan cairan dikalikan dengan panjang keliling ujung penetes untuk sama dengan massa tetesan.Setelah tetesan dijatuhkan, masih akan ada sedikit cairan yang tersisa di ujung depan penetes, dan permukaan tetesan gantung tidak tegak lurus terhadap penetes ketika akan dijatuhkan, jadi biasanya perlu dilakukan koreksi. faktor F. Faktor koreksi adalah data empiris yang dibuat oleh pendahulunya melalui eksperimen yang tepat dan metode analisis matematis.Setelah serangkaian perbaikan dan suplemen, faktor koreksi secara bertahap diperoleh.
4.Kesimpulan:
Dapat dilihat dari beberapa model relasional yang dianalisis di atas bahwa ketika suhu pengisian yang dibutuhkan konstan, pertama-tama tentukan viskositas bahan cair pada suhu ini, kemudian tentukan tegangan permukaan saat ini, dan terakhir hitung diameter katup pengisi.Bila diameter katup pengisian aktual kurang dari atau sama dengan diameter yang dihitung, bahan dapat dicegah agar tidak menetes melalui tegangan permukaannya.Studi teoritis tentang diameter katup pengisi ini mencapai tujuan menyederhanakan desain mekanisme katup pengisi, dan memiliki nilai praktis tertentu.Dikombinasikan dengan penambahan mekanisme dan komponen baru, terjadinya tetesan dapat dicegah dengan lebih baik.
2022-06-22
Pengarang：Robin
