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液体的粘性是液体在流动时,其分子间产生内摩擦的性质,大小用粘度表示,是用来表征液体性质相关的阻力因子,通常用作鉴定某些成品或半成品的一项重要指标。
而粘度计就是用来测量流体(液体和气体)的粘度的仪器,在工业生产或科研领域中,经常需要在线检测流体的粘度,确保产品的运行Z佳环境和高品质,从而提高生产效益。通过在线测量过程中的液体粘度,可以得到液体流变行为的数据,对于预测产品工艺过程的工艺控制,输送性以及产品在使用时的操作性有着重要的指导价值。
粘度计的种类很多,按操作方式来分类具体有哪些分类呢?
(1)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。赛氏粘度有赛氏通用粘度(SayboltUniversal,常用SSU表示)及赛氏重油粘度(SayboltFurol,常用SSF表示)之分,两种粘度计的差别主要在于试样流出孔的口径上,赛氏通用粘度计之孔口径较小,重油粘度计较大。一般当以赛氏通用粘度计测得之流出时间超过2000秒时,则改用赛氏重油粘度计。数值上SSF约等于SSU的十倍。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。计算公式:当液体在毛细管粘度计内因重力作用而流出时遵守泊塞勒(Poiseuille)定律,
式中:ρ为液体的密度;l为毛细管长度;r为毛细管半径;t为流出时间;h为流经毛细管液体的平均液柱高度;g为重力加速度;v为流经毛细管的液体体积;m为与仪器的几何形状有关的常数,r/1<<1时,可取m=1。
对某一指定的粘度计而言,令α=πghr4/8lv,β=mv/8πl,则上式可写为:η/ρ=αt-β/t,式中 β<1,当t>100s时,等式右边第二项可以忽略。溶液很稀时ρ≈ρ0。这样,通过测定溶液和溶剂的流出时间t和t0,就可求。
(2)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。
(3)振动式粘度计
工作原理是:传感器探头在流体中做一定频率的振幅运动,由于会受到流体粘性阻尼的作用,探头的振幅会衰减,补充由于流体粘性阻尼而损失的能量,使探头的振幅维持在与流体作用之前的状态,则这部分补充的能量与流体的粘度有关。
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