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影響粘度計測量準確性的五大因素

2010-12-23

    影響粘度計測量準確性的主要因素有末端效應、黏性發(fā)熱、二次流與湍流、壁面滑移、試液與環(huán)境的溫差、儀器熱膨脹、試液的熱脹冷縮、轉速變化及儀器測量軸的自身摩擦等。下面就這些因素做簡要介紹。
 
    1、二次流與湍流，剪切速率計算式的推導是以流體層流為前提條件的，由于慣性的原因，圓筒轉速增大到一定值時，間隙中將出現(xiàn)二次流，轉速再增大則進入湍流。二次流與湍流的能量耗散將使阻力增大

    2、壁面滑移
    如果流體在內、外圓筒壁處發(fā)生滑移，所測得的粘度力矩與無滑移狀態(tài)下相應轉速時的力矩相比將偏小，或者相同力矩條件下，按無滑移條件計算的剪切速率將偏大。總之，按常規(guī)方法計算的表觀粘度偏小。但流體與圓筒壁不完全浸潤，試樣為顆粒較粗的懸浮液，或當試樣很硬很稠時，就很容易發(fā)生滑移。為防止或減少滑移的發(fā)生，常在筒壁刻上規(guī)則的槽溝，或者對剪切速率進行修正。

    3、試液與環(huán)境的溫差
    圓筒的軸一般是導熱較好的金屬材料，當環(huán)境與試液的溫差大時，間隙中的試液容易經(jīng)圓筒軸與外界進行熱交換，使其溫度偏離保溫套或恒溫槽的溫度，造成測量誤差。減少溫度梯度的方法是縮小環(huán)境與試液的溫差。直接測量間隙中試液的溫度或分別測量內、外筒溫度后取其平均值有助于直接掌握試液的溫度。

    4、末端效應，同軸圓筒式粘度計的末端效應，在雙筒式粘度計中，沒有考慮內圓筒上下兩個段面與流體接觸而受到的力。末端效應就是內筒上下兩個段面的液體作用于圓筒端面造成的附加黏性力矩，其作用相當于圓筒延長h長度。

    5、黏性發(fā)熱，黏性發(fā)熱是由于黏性阻力(摩擦力)做功而轉化為熱并滯留于試液中，致使其溫度升高，從而粘度測定值偏小。黏性發(fā)熱引起的溫升與試液的粘度、剪切速率、試液體積、間隙寬度、圓筒系統(tǒng)的形式及導熱狀況、測試時間等有關。減小黏性發(fā)熱的主要辦法是對外圓筒控溫(使用恒溫槽循環(huán)控溫液)，減少間隙寬度、減小轉速及縮短測試時間等。