粘度测量设备类型:粘度计和流变计

粘度测量设备类型:粘度计和流变计
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粘度——流体对剪切或拉伸应力的阻力——是流体分析中不可缺少的测量方法。粘度可以被认为是流动的阻力,高粘度的流体更不容易流动。了解和测量粘度的作用,是正确分析许多工程情况的关键。例如,使用在高温下变得更粘稠的润滑液,对汽车引擎来说可能是灾难性的。因此,有时能够测量粘度是很重要的。工程师可以通过使用粘度测量设备来做到这一点。最常用的装置是粘度计和流变计。这篇文章解释了这两种设备之间的区别以及何时使用它们。

粘度计

粘度计在大多数情况下用来测量粘度。它们适用于粘度在不同流动条件下不变的流体;当粘度确实随流动条件而变化时,必须使用流变仪。粘度计通常通过比较静止的物体和流动的流体来工作,反之亦然。因此,粘度计可以放置在流体中或在静止流体中移动。为了记录准确的数值,流在层流区域必须有雷诺数。阻力的测量是通过测量流体相对运动时的阻力来实现的。有几种类型的粘度计可用,一些用于实验室和其他用作便携式粘度测试仪。

u形管粘度计

这些粘度计常用于实验室环境中。用户可以通过测量流体在半径已知的毛细管两点之间流动的时间来获得动态粘度;要用这种方法计算粘度,就必须知道流体的密度。

图片来源:维基共享- - - - - - u形管

落球粘度计

顾名思义,这些粘度计使用一个下落的球来测量粘度。下落的球体(其密度和半径已知)在两个标记之间移动所花费的时间被测量出来,然后用户就可以计算出粘度。这个模型也通常在实验室中使用。他们的工作原理来源于斯托克斯定律,该定律给出了球体上的阻力。

活塞下降粘度计

降活塞式粘度计的工作原理与降球式粘度计相似,只是它们测量的是活塞在流体中运动时的阻力。这些设备寿命非常长,操作简单,需要很少的维护。由于这个原因,它们在工业上很受欢迎。

旋转粘度计

旋转粘度计测量液体对扭矩的阻力。有几种类型的旋转粘度计:斯塔宾格粘度计开发于2000年,而斯托默粘度计通常用于测量涂料的粘度。Stabinger粘度计使用专有的单位,Krebs单位(KU)。

泡沫粘度计

气泡粘度计测量气泡通过液体上升所需的时间。这些粘度计最常用于树脂或清漆。这些粘度计速度快,在现场测量粘度非常有用。使用字母比较方法的模型以斯托克斯为单位测量粘度,斯托克斯等于1 cm2s-1。

流变仪

流变仪对非牛顿流体最有用;也就是说,液体的粘度不是用一个单一的值来描述的。在非牛顿流体中,力越大,粘性越大。市场上有几种商用流变仪。对于低于10帕斯卡的压力,ThermoFisher的CaBER很受欢迎。剑桥聚合物集团的FiSer可用于1到1000帕斯卡,而Gottfert Rheotens的额定值超过100帕斯卡,而膨胀仪器Sentmanat拉伸流变仪的额定值超过10帕斯卡。

为什么要测量粘度

工程师可能想在任何涉及流体流动的应用中测量粘度,特别是在设计中。因为粘度会随着温度的变化而急剧变化,所以了解润滑油在高温高压或低温下会发生什么是很重要的。如果不这样做,可能会导致设计错误。开发新润滑油或其他液体的工程师也可能需要在实验室环境中测量液体的粘度。

现场的工程师可能还需要测量粘度。他们可以使用许多便携式粘度测试仪,或更大的工业模型。粘度在许多商业应用中都很重要,如洗发水等消费品,粘度计在质量控制中被广泛使用。

来源

粘度测量的重要性和粘度计的类型

粘度和食品产品设计-包括非牛顿流体的讨论。

混凝土粘度的现场测量