viskoosiprosessissa

Viskoosiprosessi viittaa prosesseihin, joissa nesteiden tai tahnojen virtausominaisuudet, erityisesti viskositeetti, vaikuttavat sekä tuotannon suunnitteluun että lopputuotteen ominaisuuksiin. Viskositeetti kuvaa aineen vastustusta virtaamiseen ja se on keskeinen tekijä virtaussuhteiden, lämmönsiirron sekä massansiirron suunnittelussa. Prosesseissa viskositeetti riippuu useista tekijöistä, kuten lämpötilasta, paineesta, koostumuksesta ja virtausolosuhteista.

Newtonian nesteet säilyttävät viskositeettinsa leikkausnopeudesta riippumatta, mutta monissa käytännön aineissa viskositeetti on non-Newtonian ja muuttuu leikkausnopeuden mukaan. Esimerkiksi viskositeetti voi pienentyä nopeutta kasvavassa leikkeessä (shear-thinning) tai nousta (shear-thickening). Myös kiinnittyneet sideaineet tai suspensiot voivat muuttaa viskositeettia ajan myötä.

Mittaukset ovat olennaisia viskoosiprosessien hallinnassa. Viskositeetin mittaamiseen käytetään viskoimittareita ja rheometrejä. Yleisimpiä yksiköitä ovat pascalisekunti (Pa·s) ja sen kaupunkilainen yksikkö centipoise (cP), sekä kinematiivinen viskositeetti ν, joka lasketaan μ/ρ ja mitataan yleensä mm^2/s. Termodynaamiset olosuhteet, kuten lämpötilat ja paine, ovat tavallisia kontrollipisteitä viskositeetin säätämisessä.

Säätökeinä viskositeettia hallitaan lämpötilan muuttamisella, koostumuksen ja lisäaineiden valinnalla sekä leikkausolosuhteiden optimoimisella. Viskoosiprosessit esiintyvät muun muassa muovien ruiskuvalussa ja kalvopäällystyksessä, maaleissa, öljyissä ja elintarvikkeissa. Viskositeetti vaikuttaa paineeseen, energian kulutukseen, virtaavuuteen ja lopputuotteen rakenteeseen sekä tasaisuuteen.

Yhteenvetona viskoosiprosessi delaa sen, miten virtaavat aineet käyttäytyvät käytännön prosesseissa, ja viskositeetti on keskeinen parametri, jolla määritellään prosessin tehokkuus ja tuotteen laatu.