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    旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)的應(yīng)用:物質(zhì)粘度測(cè)量
    來(lái)源: 時(shí)間:2022-12-27 10:17:36 瀏覽:2659次

    為什么需要測(cè)量粘度?

    (1)化工工藝設(shè)計(jì)的需要。比如說(shuō)高粘度的流體需要大的離心泵才能運(yùn)輸。

    (2)改善產(chǎn)品品質(zhì)的需要。比如說(shuō)洗發(fā)香波在瓶子里需要高粘度而在施以剪切之后需要低粘度。

    (3)新材料、新工藝科學(xué)研究的需要。比如說(shuō)航空航天材料、汽車(chē)涂料、印刷油墨的研究生產(chǎn)。

    1、基本概念

    粘度:

    液體在流動(dòng)時(shí),在其分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦的性質(zhì),稱為液體的粘性,粘性的大小用粘度表示,是用來(lái)表征液體性質(zhì)相關(guān)的阻力因子。絕緣油的粘度與一般液體的粘度概念相同,就是液體的內(nèi)摩擦,即表示絕緣油在外力作用下,作相對(duì)層流運(yùn)動(dòng)時(shí)。絕緣油分子問(wèn)產(chǎn)生內(nèi)摩擦阻力的性質(zhì)。絕緣油的內(nèi)摩擦力愈大,粘度也愈大,流動(dòng)愈困難,散熱性能差。

    粘度的表示方法較多,大體可分為兩類:按粘度定義直接測(cè)得的粘度稱為“絕對(duì)粘度”,如動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度等。若在一定條件下與已知粘度的液體比較所測(cè)得的粘度稱為“相對(duì)粘度”或“條件粘度”,如恩氏粘度等。

    根據(jù)測(cè)定方法,粘度一般分為三種:動(dòng)力粘度、運(yùn)動(dòng)粘度和恩氏粘度。

    粘度的例子:

    水的粘度:1

    常溫下家里炒菜的食用油粘度:~100

    洗發(fā)香波的粘度:~4000

    瀝青的粘度:~20萬(wàn)

    粘度的單位:cP(厘泊)=mPa·s

    粘度的量綱:毫帕斯卡·秒

    粘度計(jì):

    粘度計(jì)(Viscosimeter) 用于測(cè)量流體(液體和氣體)的粘度的儀器。粘度是表示流體在流動(dòng)時(shí),流體內(nèi)部發(fā)生內(nèi)摩擦的物理量,是流體反抗形變的能力,是用來(lái)鑒定某些成品或半成品的一項(xiàng)重要指標(biāo)。粘度隨流體不同而不同,隨溫度變化而變化。主要有毛細(xì)管粘度計(jì),旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)和落球粘度計(jì)三類。

    旋轉(zhuǎn)粘度計(jì):

    旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)可以用來(lái)測(cè)定聚合物液體的粘性和流動(dòng)行為。因?yàn)榇蟛糠志酆衔锒际窃谡沉鳁l件下進(jìn)行加工成型的,對(duì)于聚合物粘度的測(cè)定,掌握粘流態(tài)的性能規(guī)律在聚合物生產(chǎn)工藝中非常的重要。

    2、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)工作原理(以NDJ-1為例)

    儀器由同步電機(jī)以穩(wěn)定的速度旋轉(zhuǎn),連接刻度圓盤(pán),再通過(guò)游絲和轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子百旋轉(zhuǎn),如果轉(zhuǎn)子未受到液體的阻力,則游絲、指針與刻度盤(pán)同速旋轉(zhuǎn),指針在刻度盤(pán)上指出的讀數(shù)為”0”.反之,如果轉(zhuǎn)子受到液體的粘滯阻力,則游絲產(chǎn)生扭矩,與粘滯阻力抗衡度最后達(dá)到平衡,這時(shí)與游絲連接的指針在刻度盤(pán)上指示一定的讀數(shù)(即游絲的扭轉(zhuǎn)角).將讀數(shù)乘上特定的系數(shù)即得到液體的粘度. 本儀器轉(zhuǎn)速由齒輪系統(tǒng)及離合器通過(guò)調(diào)速旋鈕進(jìn)行變速,附有1-4號(hào)四種轉(zhuǎn)子,可根據(jù)被測(cè)液體的高低隨同轉(zhuǎn)速配合選用;其裝有指針固定回控制機(jī)構(gòu),為精確讀數(shù)用,當(dāng)轉(zhuǎn)速較快時(shí)(30轉(zhuǎn)/分、 60轉(zhuǎn)/分)無(wú)法在旋轉(zhuǎn)時(shí)進(jìn)行讀數(shù),這時(shí)可輕輕按下指針控制桿,使指針固定下來(lái),便于讀數(shù);還配有固定支架及升降機(jī)構(gòu),一般在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行小量和定溫測(cè)定時(shí)應(yīng)固定.把儀器固定于支架上以保證答測(cè)量精確度;斜齒輪及阻尼升降機(jī)構(gòu),確保儀器升降平穩(wěn);引伸索便于在被測(cè)液體之容器較大而液面又較低時(shí),及被測(cè)液體溫度過(guò)高情況下使用.

    3、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)分類

    同軸圓筒內(nèi)旋式:


    單圓筒旋轉(zhuǎn)式:


    外筒旋轉(zhuǎn)式:


    椎板式:


    4、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)發(fā)展歷史

    由美國(guó)Brookfield家族開(kāi)創(chuàng)的旋轉(zhuǎn)粘度測(cè)量法,利用其獨(dú)特的轉(zhuǎn)子與流體之間產(chǎn)生的剪切和阻力之間的關(guān)系而得出的全新的粘度值,開(kāi)創(chuàng)了動(dòng)力粘度的測(cè)量先河。Brookfield家族以自己家族的名字為品牌設(shè)計(jì)了世界上第一臺(tái)動(dòng)力粘度測(cè)量?jī)x,也就是旋轉(zhuǎn)粘度測(cè)量?jī)x,也就是今天的布氏粘度計(jì)。而布氏也正是Brookfield家族的名稱簡(jiǎn)寫(xiě)。

    從開(kāi)始的表盤(pán)式粘度計(jì)開(kāi)始,旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)經(jīng)歷了75年的改造升級(jí),其性能越來(lái)越好,之后逐漸出現(xiàn)的數(shù)顯粘度計(jì)DV-I,DV-II,DV-III更是在粘度測(cè)量上創(chuàng)造了很大的進(jìn)步。使得粘度測(cè)量不僅僅是單純的測(cè)量粘度,更得測(cè)出流體的其他性質(zhì),比如觸變等。

    后來(lái)旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng),為我國(guó)的聚合物工業(yè)發(fā)展起到了很大的作用。

    5、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)主要生產(chǎn)廠商:

    國(guó)外:

    美國(guó)博勒飛Brookfield公司

    奧地利Anton Paar

    國(guó)內(nèi):

    上海景華地質(zhì)儀器有限公司(上海地學(xué)儀器研究所)

    上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司

    6、典型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)產(chǎn)品介紹

    1:Anton Paar入門(mén)級(jí)數(shù)字旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) 型號(hào):ViscoQC? 100 - L


    主要特點(diǎn):

    使用 Toolmaster? 進(jìn)行自動(dòng)轉(zhuǎn)子識(shí)別,無(wú)需操作人員手動(dòng)選擇轉(zhuǎn)子規(guī)格。

    在連接時(shí)通過(guò)自動(dòng)檢測(cè)是否安裝有 L 或者 R型護(hù)腿

    采用獨(dú)特 TruMode自動(dòng)速度功能自動(dòng)選擇最佳扭矩。

    傳感器于使用現(xiàn)場(chǎng)即可便捷更換,減少停機(jī)時(shí)間。

    主要技術(shù)指標(biāo):

    2:Brookfield博勒飛旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) 型號(hào):DVNext

    主要技術(shù)參數(shù):

    產(chǎn)品特點(diǎn):

    3:Brookfield博勒飛旋轉(zhuǎn)粘度計(jì) 型號(hào):KU-3

    產(chǎn)品特性:

    Brookfield KU-3 粘度計(jì)以Krebs為單位來(lái)測(cè)量流體粘度,靠一個(gè)轉(zhuǎn)速為200RPM的恒速馬達(dá)驅(qū)動(dòng)一個(gè)槳葉式轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)子在200RPM轉(zhuǎn)速下的反作用扭矩轉(zhuǎn)換為Krebs單位的粘度值。KU-3 粘度計(jì)的數(shù)字顯示為以Krebs(KU)單位的粘度、重量克數(shù)(g)和以厘泊(cP)為單位的粘度。從 Krebs 值到 cP值的轉(zhuǎn)換,參照ASTM D562標(biāo)準(zhǔn)。KU-3 粘度計(jì)的測(cè)量范圍:粘度為40~141 KU、重量為32~1,099克(對(duì)應(yīng)的厘泊值范圍為27~5,274 cP)。具體的應(yīng)用參考信息,請(qǐng)參閱ASTM D562標(biāo)準(zhǔn)。

    技術(shù)指標(biāo):

    測(cè)量范圍:40 - 141 KU
    32 - 1,099 g
    27 - 5,274 cP*
    測(cè)量精度:滿量程的 ± 1%
    重現(xiàn)性:滿量程的 ± 0.5%
    轉(zhuǎn)子速度:200 rpm ± 0.1 rpm
    凈重:18 lb. (8.2 kg)
    毛重:22.5 lb. (10.2 kg)
    尺寸:21 x 12 x 17in - Carton
    操作環(huán)境:0°C (32°F) to 40°C (104°F)
    20% - 80% 濕度:無(wú)冷凝水的空氣環(huán)境中
    電源防護(hù)等級(jí):IP20
    電氣認(rèn)證:符合CE認(rèn)證標(biāo)準(zhǔn)

    7、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)操作說(shuō)明

    以博勒飛旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)為例,操作步驟如下:
    1、安裝底座,固定儀器在底座上。
    2、調(diào)節(jié)儀器的水平:將儀器上方的水泡置黑圈中間。
    3、接通電源(開(kāi)關(guān)在儀器的背面)。
    4、不要接任何東西在儀器上,按儀器指示操作,按任何鍵,儀器自動(dòng)校零。
    5、自動(dòng)校零后,按儀器指示操作,按任意鍵則儀器顯示初始狀態(tài)。(注:此時(shí),顯示的扭矩%在±0.2%以內(nèi)。)
    6、按“select spindle”鍵,通過(guò)“↑↓”鍵來(lái)選擇轉(zhuǎn)子,并按“select spindle”鍵確認(rèn)。
    7、按“select speed”鍵,通過(guò)“↑↓”鍵來(lái)選擇轉(zhuǎn)速,并按“select speed”鍵確認(rèn)。
    8、裝上所選擇的轉(zhuǎn)子。(注:裝轉(zhuǎn)子時(shí),左手捏住連接帽,并往上抬;右手順時(shí)針旋轉(zhuǎn),旋緊轉(zhuǎn)子。)
    9、被測(cè)樣品的液面要和轉(zhuǎn)子的凹槽一致。
    10、按“motor on/off”或“run”鍵進(jìn)行測(cè)量。
    11、待數(shù)據(jù)穩(wěn)定左右即可讀數(shù)據(jù)。
    12、測(cè)量完畢,取下轉(zhuǎn)子(方法同8,但右手是逆時(shí)針旋轉(zhuǎn))。


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