Oberflächenspannung, Viskosität, Dichte (OViD für Suspensionen)Links:
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Zum Messverfahren OViD
Dokumentation einer imeter/OViD-Messung an Schlamm
Im Vergleich zu homogenen, einphasigen Systemen, ist eine Suspension, wie die hier andiskutierte (Klärschlamm!), eine ziemlich komplexe Messaufgabe. Insbesondere, da der Schlamm lebt. Eine kleine Besprechung finden Sie unterhalb des Autoreports.
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iMeter K³ automatischer Bericht, MSB Breitwieser, Augsburg am 16.01.03 ___________________________________________________________________________________________ 1. Datum Montag, 22 April 2002, von Michael Breitwieser
2. Messung VN 55, OViD-Messung an Schlamm homogenisierter Schlamm: besonders bemerkenswert ist, die Dichte (je über 60 sec verfolgt), bzw. die zugehörigen Kraftmesswerte… durch Sedimentationseffekt Konstantes Zeitgesetz: dF(t) =2,29 - 0,73*ln(t) [Kraftänderung in mN über Zeit in Sekunden]
3. Gegenstand Schlamm bei 30 °C
4. Ergebnis Oberflächensp.: 52 mN/m Viskosität: 109,6 mPa·s Dichte: 0,99053 g/cm³
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Eingesetzter Messkörper 6L250-15-0 Sollgewicht: 52,6586 g Abweichung: 0,848 g
• Dichte
Anzahl Messwerte: 4 Temperaturbereich: 29,69 bis 30,05 °C Werte: 15 bis 49 min Resultat: 0,99053 ±0,000052 g/mL Berechnung: lineare Regressionsgleichung, wahrscheinlich temperaturabhängig Temperaturzusammenhang: ƒ(T) =1,01398 -78,17*(T[°C]/100000) r²=0,52 s²=2,46E-8
N° t [s] T [°C] r [g/mL] Dr [g/mL] Dt [s] 1. 882 29,69 0,99085 0,00517 67,8 2. 1554 29,88 0,99046 0,00523 67,9 3. 2260 30,05 0,99061 0,00509 67,7 4. 2926 30,04 0,99047 0,00518 67,9
• Oberflächenspannung
Anzahl Messwerte: 4 Temperaturbereich: 29,86 bis 30,09 °C Werte: 23 bis 58 min Mittelwert/Standardabw.:
52,0± 0,2 mN/m
N° t [s] T [°C] g [mN/m] H [mm] DtH[s] 1. 1393 29,86 51,8 -3,113 64,0 2. 2107 30,03 52,1 -3,101 56,0 3. 2768 30,09 52,1 -3,034 54,0 4. 3465 29,98 52,1 -3,036 53,0
• Viskosität
Anzahl Messwerte: 4 Temperaturbereich: 29,75 bis 30,01 °C Werte: 18 bis 53 min Ergebnis: 110,9 ± 5,5 mPa·s bzw. 112,0 ± 5,6 mm²/s Angegebener Fehler: ± 5,5 mPa·s aus 5%-Schätzung Temperaturabhängigkeit: ƒ(T)= -280,781 +13,0548*[°C] r²=0,61, s²=5,35 Standardabweichung: ± 2,3 mPa·s absolut, 2,1% relativ (Messwertestreuung zur Gleichung)
N° t [s] T [°C] h [mPa·s] Zeit-Äquiv. [s] 1. 1105 29,75 107,3 39,98 2. 2499 30,10 110,2 41,05 3. 3188 30,01 113,6 42,25
• Hinweise & Bemerkungen
1. Der Messkörper war zu Beginn wohl 'unsauber'! Die Berechnung der Dichte stimmt nur dann, wenn die 848,4mg Abweichung tatsächlich verschleppte Probe darstellten. 2. 3. Fehler in den Daten: die Berechnung der Viskosität kann nicht ausgeführt werden (Fehler in N°2 bei Volumen-Kurve, 1733s!)
___________________________________________________________________________________________ 6. Programm Ausführung des Messprogramms, „OViD15-L1-0" für die Versuchsart OViD-Verfahren.
7. Verlauf Gesamtdauer von 13:41:16 bis 14:39:25 (58,2 min). !!Positionierfehler > 0,031 mm !!
On-Line Bemerkungen während des Versuchs: 1944 sec nach Start: Visko 2. Wert ?? Rand-Überschwappen? 8. Bearbeitung Die Versuchsdaten wurden am Montag, 22 April 2002 um 14:39 erstmals in dieser Weise dargestellt; sie wurden verändert (vgl. Änderungsprotokoll).
9. Prüfmittel Die letzte Kalibrierung der Positioniervorrichtung war am 21.10.01; der Kraftmesser (BP221S, N°081007074) wurde zuletzt am 21.04.02, am Vortag dieser Messung, mit imeter K³ von Michael Breitwieser justiert. ___________________________________________________________________________________________
Ausgedruckt von Michael Breitwieser
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Die Dichte schwankt über den Fehlerbereich hinaus und zeigt keine sinnvolle Abhängigkeit von Temperatur oder Dauer. Die Oberflächenspannung steigt an, ebenso die Viskosität (was mit Stoffwechselaktivität zu tun haben könnte). Es soll hier noch einmal bemerkt werden, dass die Oberflächenspannung nach der dynamischen DeNoüy-Methode (anderer Hersteller) aus Viskositätsgründen nicht einsetzbar wäre, hier hingegen brauchbare Werte erhalten werden. Besonders aber wären Rotationsviskosimeter (Searl, Couette, Platte-Platte, Kegel-Platte) wohl ungünstig, da das Messgut verändert wird (Verrollung); die schonende Messweise sorgt dafür, dass das Messergebnis mit dem beobachtbaren Stoffverhalten wahrscheinlich etwas zu tun hat.
Messtechnisch bemerkenswert ist der zeitliche Verlauf bei der Dichtemessung (die Beiden unten folgenden Diagramme sind aus der Dokumentation einfach zugänglich): Es findet sich eine exakt lineare Kraftänderung auf logarithmischer Zeitbasis!
--> direkte Sedimentationskinetik!
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