用旋转式粘度计测定非牛顿流体的粘度.docx

1、用旋转式粘度计测定非牛顿流体的粘度本文由linanzhezb贡献pdf文档可能在WAP端浏览体验不佳。建议您优先选择TXT，或下载源文件到本机查看。一一?f7:一-,用旋转重庆市第2号信箱区域计量站0圭曩词粘度测定计算分析乍流俸的牛摩柏道发提要经过测定巧克力非牛顿流体粘度的实践,体验到牛顿流体的枯度与切应力和切变速度等目素无关,非牛顿流体的粘度与切应力和切变速度等目素有关.针对非牛顿流体的这些特性,经过试验,提由用NDJ1型旋转牯度计测定巧克力流悻粘度的条件一和方法,以及消除影响测定牯度的因素.不服从牛顿内摩擦定律的流体称非牛顿流一,概述体.非牛顿流体的牯度与切应力和切变速度有关,在不同的r,

2、.D下粘度不同.非牛顿流体大致可以分三类,实际的类型是较多的,流体性质变化也不规律,因此给测定非牛顿流体的牯度带来困难.本文介绍用ND卜1型旋转式牯度计测定巧克力流体(非牛顿流体)牯度的情况.属测定粘度时必须首先知道被测流体的性质和种类,判定是牛顿流体,非牛顿流体.非牛顿流体大致可分为三大类:时间独立性流体,触变性流体,粞弹性体.根据流体的性质和种类,选择测定粘度用的粘度计,严格规定测定的条件,否则所决定的牯度值是无用的.服从牛顿内摩擦定律的流体称为牛顿流体.国科学家牛顿给出表征内摩擦力的定律英1内摩擦力正比于流层移动的相对速度.二,旋转粘度计结构原理如图1所示,步电机以稳定的速度旋转.同连结

3、刻度圆盘,再通过游丝和转轴带动转子旋转.如果转子未受到流体的阻力,则游丝,指2内摩擦力正比于流层间的接触面积.3内摩擦力随物体的物理性质面改变l.4内摩撩力与正压力无关.定律由下式表示,=H.t式中(r=)或或.D,内摩擦力,s流层接触面税,r应(一)切力r)f)l,_D变度D)切速(一,n粘度(称动力粘度,滞系数,也牯内摩擦系数).牛顿流体的粘度与切应力和切变速度无关一圈1针与捌度圆盘同速旋转,指针在刻度盘上指出的读数为0反之,如果转子受到流体的牯滞阻力,则游丝产生扭矩,与粘滞阻力抗衡最后达到平衡,这时与游丝连接的指针在刻度圆盘上指示一定的读数(即游丝的扭转角).将读数.f2一2秉上特定的系

4、数(本旋转粘度计是用已知标准流体的粘度经检定测得的系数)即得到流体的粘度.慢下降,转子逐渐浸入巧克力流体中,直到转子液面标志和巧克力流体面相平为止.调整好仪器的水平位置,变速旋钮置于最低转速档按下指针控制杆,开启电机,再放松指针控铆三,测定所需要的设备及材料1经计量部门检定合格的ND卜1型旋.转式粘度计2DL51型超级恒温槽,恒温精度.00.1Cj杆,使转子转动.察指针指示格数(转角)观偏,只要大约在3900格之间就可以了.如果不在此范围内,就按下指针控制杆,停电机后将变速旋钮置于合适的转速再开电机,放松指针控制杆,转子继续转动,待指针稳定,就进行读数.慢转速,可以不停机,直接读数快转速,就必

5、须按下指针控制杆,停电机后,再3分度值为01的水银温度计.450的高型烧杯(广I三角瓶)0ml或Zl,直径约为7rm;0a读数.当停电机后,指针停位不在读数窗内,再开启电机,反复几次,直到能读数为止.重5.精度为1嘶的频率表6吹风机,.复测定23次,取其平均值,计算测定粘度值.7无水乙醇等洗涤剂.四,测定步骤与方法首先用无水乙醇等洗涤剂清洗烧杯,转子,保护槊等,再用吹风机吹干或烤干.把巧克力流体倒入50高型烧杯中,0ml投入超级恒温槽内,水面高于巧克力流体面1rm.在S0aO01C下恒温,用玻棒不断搅.拌,以便加速巧克力藏体温度的均匀.当用温为了使读者便于用牛顿流体与非牛顿流体进行比较,以加深

6、对测非牛顿流体的认识,因此,就按上述测定方法,测定一个甲基硅油的粘度(牛顿流体)是.五,计算测定结果将测定的数值按下式计算粘度,.一Ka度计插入巧克力流体中心部位测量它的温度在3001时,就可测定粘度了.根据巧克力流体在3的粘度比较大,00时因而就选用3号和4号转子分别来测定它的粘度.式中流体的粘度仪器常数(ps)ar.口偏转角.根据JG1-1.28旋转粘度甘检定规程,对I5ND卜1型旋转粘度计进行检定,澍出仪器的常数值翊表2._2毫值根据被测流体的粘度,表l可供选择转子和转速大小的参考先装保护槊,再仔细装上转子,将仪器慢裹1#/#/被翻梳体牯6o30l26备注.#01e03Oe备注0丰橙(因

7、坏的)10100202005o5oolool,oO3224639408g8712.50lO205oo0rOO50o2040l0,2oo0O3i,0O03oo102005003100000000,00o1164o.9186J939BB6342一3测定非牛顿流体的表观粘度(非牛顿牯度)时,需要固定转子,转速和测定时间,在这样的条件下测得的表观粘度复现性好,枢对误差小.将测得巧克力流体的表观粘度列于表3.现/谢定列定时间袭5l植蔼赢俸l测定温度名转干号数转建-转于常数4定时括被潮流体I葺洼1651K1小时测完30l;3帱4膜序8.9午791上28.9午79I上8.9午791上8.9午791上8.9午

8、T9上6称i(c.)针所指格晰(丹,K(as偏转角)rPs转,mP)数()a303030l.帅3l6ql6391639lB3q169.139B6926ql6q46.q5162934.l6213817l3077l01T3606巧克力巧克力巧克力巧克力巧克力巧克力巧克力巧克力巧克力巧力30O1.30l030013001.3D1030l04l】54734.】54D3Bl5433S.81上午7998.9午791上8.9午791上8.9午791上J89.上午7.9430l0300.130163q.l639i6.93由于非牛顿流体的表观粘度与切应力和切据这些有关因素,变换测定条件,测得巧克力流体的表现牿度

9、如表4.变速度有关,还与存放的时间长短等有关,根袭4瓢序捌足时屑体名称()母敦(/)-)转丹sIdl854842.3I平均值(amP)166607890午巧克力372上00185r84448.2上午7q0巧克力3.o01691682l5227.5243306j3.下克lD890午巧力3172048.0午巧克力l792下3001617g7984916B2.78.1s15Is.93242J22758077210379.已知牯崖为6710157.下克3o89D午巧力l1.208l午基硅油loo1792上甲3.8.2f7q2下甲基硅油0013l3日6360q3319.q960e6563l2q18T16

10、39.3.156256f66625251943l3l5156l3(a-mP)8.292下午甲基硅油10130.8.2午基琏油l0.792下甲30196B197816.226I306326114D86l6.692424102.1褪量结果分析表明复现性好,标对0次4六,对测定结果进行分析1测定非牛顿流体的表现牿度,只要条.件固定,铡定的时间短,得的结果复现性好,测相对误差小.表3中测得的1O次数据是测定时间在1小时内完成的,温度,转子,转速都是相同的条件.一准偏差为95as相对误差为0.和.mP,7在生产巧克力的工艺流程中,只要工艺条件规定在什么条件下巧克力的表观粘度最适合定型,就按照工艺规定的条

11、件下测定它的粘度,为工艺定型提供依据.2.从表4测得朐9数据中论证了以下组24一几个问题,选择转子的号数(子的大小)和甩它的转,值来计算读数的格数(器说明书规定读数务仪必在3900格之间为佳)例如巧克力流体,在30C时的粘度为163a.,4号转予在30mPs3转/时,它的值是163asO分9mP,它的读(1从测定顺序1与3数据比较()组或2与4)它们的转子与转速相同,只是测定,的时间不同,测得的结果不同,上午测得的值小,下午测得的值大.其原因是非牛顿流体经搅拌和随着存放时间的加长,巧克力流体内部结构和物理性质在发生变化,所以测得的表观粘度不一致.数(数)163163=6,正好在格=0/9.39

12、3格39格之间,所以选择4号转子,把转速开00到3转/就比较理想了.O分(2)从测定顺序3与4组数据(l与或2)比较,转速相同,转子大小不同.转子体积小(子号数大的)测定的值大,转子体积转2.温度是影响牯度的主要因素,因此要严格控制温度,并且必须稳定15分钟,波动不大于01.大(子号数小的)测定的值小.因非牛顿流转体的牯度与切应力有关.转子大小不同,即表面积不同,它的切应力不同.(3从测定顺序4与5组数据比较,转)予相同,转速不同,转速小的测定值大,转速大的测定值小.周非牛顿流体的牯度与切变速3.装卸转子时要十分小心操作,不要使转子横向受力,转子转动必须同心,不能有摆动和振动,因此仪器要调水平

13、,安装垂直.4电源电压和频率要稳定.如果频率变.化,需要按下列公式修正,即度有关,转速不同,它的切变速度不同.从以上5组数据充分证明测定非牛顿流体舶表观牯度是比较困难的,只有在给定的条件下,在某一时间范围内,可以测得相对误差在1%范围的数据,一般只能达到5嘶.3从表4测定顺序6,7,8,9的4.实牯=示度妻际度指粘5.开始不知道被测流体的粘度值时,由应小到大试转子,由慢到快试转速但在测定非牛顿流体时,只可变换转速,不能同时更换转子,当变换转速达不到要求时,再更换转子.6保证被测流体必须均匀,要充分搅拌.,7,测定时尽量将转子置于被测流体中心,组数据中进行比较.被测流体是甲基硅油(牛顿流体)它的

14、动力粘度为67.rPa在,101ssa时间,速,转子大小都不同的条件下测得的转同时使用保护架进行测定8.要保证转子十分清洁,保护架,盛试粘度值表明复现性很好,标准偏差为1.88as,rPs平均值为6,mPs误差=68,l18a,8118样的杯等也要清洁,干燥.注意试样中不能渗入水分.试样杯在恒温槽中固定位置后不能移动.67.=1.rPa误差很小,准确度高,10II7ssa充分证明牛顿流体不随流体存放时间,切应力9严格按仪器说明书规定操作使用.,参考资料(1)牯度,日田褚郎着,昧直钊译,19年3月.川91计量出版社.和切变速度的变化丽变化,比非牛顿流体的粘度好测定.七,消除影响测定因素和注意事项I由于旋转粘度计可以在测定过程中连.续改变旋转的角速度,因此特别适用于测定(2)力学计量.天津市计量管理局辐,1895年4月,计量出版牡.)旋转轱度计1l3G258检定规程.18年1月.912计量出版杜.4D卜1旗转牯度计使用说明书.型非牛顿流体的牯度.如何选择旋转的角速度,一251