粘度测量设备的类型:粘度计和流变仪

粘度测量设备的类型:粘度计和流变仪
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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。粘度可以被认为是对流动的阻力,高粘度的流体对流动的阻力更大。理解粘度的作用,并测量它,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油可能会对汽车发动机造成灾难性的影响。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装置来做到这一点。最常用的仪器是粘度计和流变仪。本文解释了这两种设备之间的区别以及每种设备的使用时间。

粘度计

粘度计在大多数情况下用于测量粘度。它们适用于粘度在不同流动条件下不发生变化的流体;当粘度随流动条件变化时,必须使用流变仪。粘度计通常通过比较静止物体和流体流动来工作,反之亦然。因此,粘度计可以放置在流体流动中或通过静止流体移动。为了记录准确的数值,流动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进行的。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

这些粘度计通常用于实验室环境。用户可以通过测量流体在已知半径的毛细管两点之间流动所需的时间来获得动态粘度;用这种方法计算粘度,必须知道流体的密度。

图片来源:维基共享- - - - - - u形管

下落球粘度计

顾名思义,这些粘度计使用一个下落的球体来测量粘度。下落的球体,其密度和半径是已知的,在两个标记之间移动所花费的时间被测量,然后用户可以计算粘度。这个模型也通常用于实验室。他们的工作原理来源于斯托克斯定律,该定律赋予球体阻力。

下降活塞粘度计

降活塞粘度计的工作原理与降球粘度计相似,只是它们测量的是活塞在流体中运动的阻力。这些设备非常耐用,操作简单,几乎不需要维护。因此,它们在工业上很受欢迎。

旋转粘度计

旋转粘度计测量流体对扭矩的阻力。旋转粘度计有几种类型:Stabinger粘度计开发于2000年,而Stormer粘度计通常用于测量油漆的粘度。Stabinger粘度计使用专有单位,克雷布斯单位(KU)。

泡沫粘度计

气泡粘度计测量气泡在液体中上升所需的时间。这些粘度计最常用于树脂或清漆。这些粘度计是快速的,非常有用的测量粘度在现场。使用字母比较法的模型以斯托克斯为单位测量粘度,等于1 cm2s-1。

流变仪

流变仪对非牛顿流体最有用;也就是说,粘度不是由单一值描述的流体。在非牛顿流体中,更大的力通常会引起更大的粘度。市场上有几种商用流变仪。对于低于10帕斯卡的力,ThermoFisher的CaBER是受欢迎的。剑桥聚合物集团的FiSer可以用于1到1000帕斯卡的值,而Gottfert流变仪的额定值超过100pa,膨胀仪器Sentmanat拉伸流变仪的额定值超过10kpa。

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发生巨大的变化,所以了解润滑剂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。开发新型润滑油或其他流体的工程师也可能希望在实验室环境中测量流体的粘度。

现场工程师可能还需要测量粘度。他们可以用任何便携式粘度测试仪或更大的工业型号来做这一点。粘度在许多商业应用中都很重要,如洗发水等消费品,粘度计广泛用于质量控制。

来源

粘度测量的重要性和粘度计的类型

粘度和食品设计-包括非牛顿流体的讨论。

混凝土粘度的现场测量