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简单介绍粘度计的分类及特点
点击次数:1443 发布时间:2014-08-15
 粘度是表示流体的内磨擦的物理量,是一层流体对另一层流体作相对运动的阻力。流体的粘度随温度而变,温度升高,液体粘度减小,而气体粘度增大。压力对液体粘度基本上无影响,而对气体粘度的影响只有在极高或极低压力下才比较明显,因此不注明温度条件的粘度是没有意义的。

1 流体的分类
对于流体,我们通常可以把它们分为两大类:牛顿流体和非牛顿流体

1.1 牛顿流体:也就是理想流体,符合牛顿定律即两相邻流体层之间的单位面积上的内摩擦力(实际上是表面力中的切应力,又称剪应力,)与两流体层间的速度梯度dv/dy成正比,所有的气体和大部分低分子量(非聚合的)液体或溶液均属于牛顿型流体。  
    1.2 非牛顿流体:凡是不符合牛顿流体公式的流体,统称为非牛顿流体。
流变行为与时间无关:假塑性流体,胀塑性流体和宾汉(Bingham)流体。
流变行为跟时间有关:又分为触变性流体和震凝性(即反触变性)流体。
粘度值的表示方法
    黏度一般有有五种表示方式,即动力黏度、运动黏度、恩氏黏度、雷氏黏度和赛氏黏度。/ 
    粘度的度量方法分为两大类:粘度和相对粘度
2.1 粘度:动力粘度和运动粘度。
1)动力粘度:液体中有两层面积各为1平方厘米和相距1厘米的油液,相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力。单位原是"泊"(P),实用单位是"厘泊"(CP)。
换算成现行的法定计量单位用下式:
1泊(P)= 0.1帕*秒(Pa*S)
2 E( T8 l( m/ i+ q: a1厘泊(CP)= 0.01泊(P)= 1毫帕*秒(mPa*S)
(2)运动粘度:在同一温度下液体的动力粘度与其密度的比值即为。单位原是"斯"(St),实用单位是"厘斯"(cSt)。
换算成先现行的法定计量单位可用下式:
1斯(St)= 10-4m2/s, 
1厘斯(cSt)= 1mm2/s
2.2 相对粘度:恩氏黏度、雷氏黏度和赛氏黏度
(1)恩氏粘度(0E):我国的国家标准为石油产品恩氏粘度测定法GB/T266-88。这是一种过去常用的相对粘度,其定义是在规定温度下,200ml液体流经恩氏粘度计所需时间(s),与同体积的蒸馏水在20℃事流经恩氏粘度计所需时间(s)之比称为恩氏粘度。
  (2)雷氏粘度(Redwood):此粘度主要在英国和日本沿用。其定义是以50ml试油在规定温度60℃或98.9℃下流过雷氏粘度计所需时间,单位为秒。: 
   (3)赛氏通用粘度(Saybolt Universal Viscosity)美国多习惯用这种粘度单位,其定义是在某规定温度下从赛氏粘度计流出60ml液体所需时间,单位为秒。美国标准方法为ASTM D88
  2.3 几种粘度的换算
(1)恩氏粘度与运动粘度的换算:运动粘度υ(mm2/s)=7.310E-6.31/0E 1 
(2)雷氏粘度与运动粘度的换算:运动粘度υ(mm2/s)=0.26R-172/R 
当R>225s时,则用υ(mm2/s)=0.26R
(3)赛氏粘度与运动粘度的换算:υ(mm2/s)=0.225S当S>285s时用上式)
3 粘度计的几种主要类型
化验室常用玻璃毛细管粘度计测量液体粘度。此外,恩格勒粘度计、落球式粘度计、旋转式粘度计等也广泛使用。
3.1 毛细管粘度计
它的方法是在某一恒定的温度下,测定一定体积的液体在重力下流过一个标; 
定好的玻璃毛细管粘度计的时间,粘度计的毛细管常数与流动时间的乘积,即为该温度下测液体的运动粘度。
毛细管有乌氏、品氏、芬氏、逆流等多种形式,我们常用的是乌氏毛细管。使用时要注意要正确的选择毛细管。即试样在毛细管内流动时间不能少于200秒。若流动时间过快液体在毛细管内流动时会变成湍流而不适用于伯努力方程(Poiseuille)造成计算公式的偏差。另一方面若流速过快易造成视觉的偏差,而影响了分析的精度。测试样品应无杂质,否则它会粘附于毛细管壁使试样流动时间增加造成结果偏高。
3.2 落球式粘度计
落球法粘度计是借助于固体球在液体中运动受到粘性阻力,测出球在液体中
落下一定距离所需的时间。这种粘度计尤其适用于测定具有中等粘性的透明液体。
3.3 旋转式粘度计
旋转式粘度计采用同心轴双转筒旋转方式进行测定。将液体加于两转筒中间,取已知粘度系数的液体与未知液加以比较。根据需要还可测定流体的流变曲线(详见非牛顿流体流变曲线的测定实验)。
本法用以测定透明与不透明产品的粘度,它是在已知的温度下,利用液体本身的重力流动性(gravity-flow)来测定一定体积的液体通过经校正后的毛细玻璃管粘度计所需的时间。根据所测出的动力粘度可计算出公制粘度或粘度(dynamic viscosity)。
方法概要:取一定体积的液体在严格的温度与固定的液面高度的控制下,使其流经毛细管粘度计而计算其流经时间。根据流经时间与粘度计的校正常数的乘积即可得动力粘度。

按工作方式分: 
毛细管式粘度计
  毛细管式粘度计通常为赛氏粘度计,是一种常见的粘度计。其工作原理是:样品容器(包括流出毛细管)内充满待测样品,处于恒温浴内,液柱高度为 h。打开旋塞,样品开始流向受液器,同时开始计算时间,到样品液面达到刻度线为止。样品粘度越大,这段时间越长。因此,这段时间直接反映出样品的粘度。
旋转式粘度计
  常见的旋转式粘度计是锥板式粘度计。它主要包括一块平板和一块锥板。电动机经变速齿轮带动平板恒速旋转,依靠毛细管作用使被测样品保持在两板之间,并借样品分子间的摩擦力而带动锥板旋转。在扭矩检测器内的扭簧的作用下,锥板旋转一定角度后不再转动。此时,扭簧所施加的扭矩与被测样品的分子内部摩擦力(即粘度)有关:样品粘度越大,扭矩越大。扭矩检测器内设有一个可变电容器,其动片随着锥板转动,从而改变本身的电容数值。这一电容变化反映出的扭簧扭矩即为被测样品的粘度,由仪表显示出来。
振动式粘度计
  这种粘度计的工作原理是:处于流体内的物体振动时会受到流体的阻碍作用,此作用的大小与流体的粘度有关。常用的振动式粘度计有超声波粘度计,其探测器内有一个弹片。在受脉冲电流激励时,弹片产生超声波范围的机械振动。当弹片浸在被测样品中时,弹片的振幅与样品的粘度和密度有关。在已知密度的情况下,可从测出的振幅数据求得粘度数值。

按测量产品的种类:
锡膏粘度计
  锡膏
粘度计采用了螺旋泵式传感器的共轴双重圆筒型回转粘度计,主要用来测量锡膏、膜厚粘膏、粘合剂、锡膏抗焊漆、液状抗焊漆、其他的油墨、粘膏类等。根据测定部密封性,具有温度调整技能,能够连接到个人电脑,自动测量,数据读取做自动计算。
便携式粘度计
  便携式粘度计是采用共轴二重圆筒式,螺形线滑法泵传感器维持固定流,根据连接搅拌粘度变化正确能测量粘体的粘度。
粘度控制仪
  粘度控制仪能够很好地管理涂料、墨水、粘着剂、食品、药品、油等各种各样的流体的粘度;采用共轴二重圆筒式;螺形线滑法泵传感器维持固定流,能得到稳定了的数值;接连根据搅拌粘度变化的粘性体的粘度正确能测量。

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