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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(yīng)、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(zhuǎn)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(dǎo)是以流體層流為前提條件的，由于慣性的原因，圓筒轉(zhuǎn)速增大到一定值時，間隙中將出現(xiàn)二次流，轉(zhuǎn)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(nèi)、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(yīng)轉(zhuǎn)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?？傊?，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(dǎo)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(nèi)、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(yīng)，同軸圓筒式粘度計的末端效應(yīng)，在雙筒式粘度計中，沒有考慮內(nèi)圓筒上下兩個段面與流體接觸而受到的力。末端效應(yīng)就是內(nèi)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(zhuǎn)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(dǎo)熱狀況、測試時間等有關(guān)。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(zhuǎn)速及縮短測試時間等。