Viscosity analysis of various fluids by the short back extrusion (SBE) method

Hoshino Takayoshi

doi:10.11402/ajscs.27.0_207

【目的】ショートバックエクストルージョン（SBE)法は，圧縮伸長型レオメーターに試料を入れた円筒型カップを取付けその中に円筒型プランジャーを沈めておき，わずかに押し込んで上部に流動させて測定する方法で，バックエクストルージョン(BE)法を改良した粘度測定法である。BE法に比較して，試料に対する変形程度が小さく，測定精度が非常に高いことを既に報告している。本研究では，その流動曲線から様々な流動特性を持つ流体の特徴を判定し，新たな解析法で自動解析する方法を検討した。<br>【方法】SBE法は圧縮伸長型レオメーター（CR-3000EX-S，(株)サン科学）を用いて一定深度侵入させ，プランジャースピードを変えながら複数回測定し流動曲線を得た。応力の最大値と一定時間放置後の残存応力を元に，様々な流体の特徴を把握することができる。BE法では，カップとプランジャーの環状部での流動を予めシミュレーションして解析する方法が明らかにされていたが，煩雑で精度の良い方法では無かった。SBE法では，流動曲線の残存応力と浮力の差から降伏値の有無が判定しニュートン流体から，指数則流体，ハーシェルバルクレイ流体に至る全ての流体を判定し解析する新たな解析用のフローを作成した。さらに，環状部でずり応力が0となる無次元半径λと無次元流速Φの数値計算プログラムを加えて，判定から解析までの自動化を図った。<br>【結果】SBE法では，流動曲線の残存応力と浮力の差から降伏値の有無を判定し，降伏値を持たないニュートン流体は特許公開2014-055928，指数則流体は特許5596244，降伏値を持つハーシェルバルクレイ流体は新たに提案する方法で解析を行うことができる。

Viscosity analysis of various fluids by the short back extrusion (SBE) method

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