影响粘度计测量准确性的五大因素

2010-12-23

    影响粘度计测量准确性的主要因素有末端效应、黏性发热、二次流与湍流、壁面滑移、试液与环境的温差、仪器热膨胀、试液的热胀冷缩、转速变化及仪器测量轴的自身摩擦等。下面就这些因素做简要介绍。
 
    1、二次流与湍流，剪切速率计算式的推导是以流体层流为前提条件的，由于惯性的原因，圆筒转速增大到一定值时，间隙中将出现二次流，转速再增大则进入湍流。二次流与湍流的能量耗散将使阻力增大

    2、壁面滑移
    如果流体在内、外圆筒壁处发生滑移，所测得的粘度力矩与无滑移状态下相应转速时的力矩相比将偏小，或者相同力矩条件下，按无滑移条件计算的剪切速率将偏大。总之，按常规方法计算的表观粘度偏小。但流体与圆筒壁不完全浸润，试样为颗粒较粗的悬浮液，或当试样很硬很稠时，就很容易发生滑移。为防止或减少滑移的发生，常在筒壁刻上规则的槽沟，或者对剪切速率进行修正。

    3、试液与环境的温差
    圆筒的轴一般是导热较好的金属材料，当环境与试液的温差大时，间隙中的试液容易经圆筒轴与外界进行热交换，使其温度偏离保温套或恒温槽的温度，造成测量误差。减少温度梯度的方法是缩小环境与试液的温差。直接测量间隙中试液的温度或分别测量内、外筒温度后取其平均值有助于直接掌握试液的温度。

    4、末端效应，同轴圆筒式粘度计的末端效应，在双筒式粘度计中，没有考虑内圆筒上下两个段面与流体接触而受到的力。末端效应就是内筒上下两个段面的液体作用于圆筒端面造成的附加黏性力矩，其作用相当于圆筒延长h长度。

    5、黏性发热，黏性发热是由于黏性阻力(摩擦力)做功而转化为热并滞留于试液中，致使其温度升高，从而粘度测定值偏小。黏性发热引起的温升与试液的粘度、剪切速率、试液体积、间隙宽度、圆筒系统的形式及导热状况、测试时间等有关。减小黏性发热的主要办法是对外圆筒控温(使用恒温槽循环控温液)，减少间隙宽度、减小转速及缩短测试时间等。