格式粘度测量
Ⅰ 黏度的测定
方法提要
所谓黏度即内摩擦系数。两个相对移动的液层之间的相互作用力 (称为内摩擦力) f,与该两液层间垂直于层面的速度梯度 和液层的面积 S 有如下关系:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
式中: η 为内摩擦系数 (Pa·s) ,为比例常数,这就是通常所谓的动力黏度。
将上式移项,则得:
岩石矿物分析第四分册资源与环境调查分析技术
通常采用旋转式高温黏度计测定煤灰黏度,其基本工作原理是:在黏度计的高温炉中放一坩埚,将煤样放入坩埚中加热熔融。在熔体中插入一耐高温和耐腐蚀的圆柱体,用马达带动圆柱体或坩埚旋转(一般多采用静止坩埚的方式),使熔体和圆柱体间产生相对运动,以下述两种方式之一测定黏度:一种是由带动圆柱体做匀速转动的直流马达所消耗的电流来确定黏度;另一种由悬挂圆柱体的弹性金属丝产生的扭转角来确定黏度。
本法采用后一种方式。马达通过一弹性金属丝带动一圆柱体做匀速转动,圆柱体浸没在黏滞介质中,在介质黏滞力的作用下,弹性金属丝产生扭转,在金属丝的弹性形变范围内和转速恒定的条件下,扭转角φ正比于介质的黏滞力,亦即正比于液体的黏度:η=Kφ。
以已知黏度的标准物质标定黏度计,即求出K值,即可根据实际测定中的扭转角!求出待测熔体的黏度。在实际分析中,一般是作出校准曲线(η-φ关系曲线),然后根据煤样测定时的扭转角φ值,从曲线上查出相应的黏度。
方法适于测定煤灰的动力黏度,也可用来测定炉渣、玻璃等物质的动力黏度。
仪器装置
高温黏度计煤灰渣黏度计必须满足以下条件:①能测定牛顿流体和塑性流体的黏度;②能在600~1700℃范围内连续调节温度,并使任一指定温度长时间稳定在±2℃;③黏度测量范围为1~100Pa·s,分辨率0.1Pa·s;④有足够长的恒温带;⑤煤样周围的气氛性质(氧化-还原性)可以控制。钢丝扭矩式黏度计由供气系统、高温炉、测量系统和控制系统组成,黏度测量范围l~103Pa·s,最高工作温度为1700℃。
钢丝直径0.25~0.30mm。
测杆钼制品,直径4mm,长320mm,一端带直径10mm、长10mm的圆柱体。
坩埚刚玉制品,内径30mm,外径36mm,高50mm,耐火度1900℃以上。
试剂
氢气。
氮气。
标准黏度物质硅油:黏度约为1Pa·s、5Pa·s、10Pa·s、25Pa·s、50Pa·s和100Pa·s,用于常温下标定黏度计,其黏度用罕泊黏度计在(20±1)℃下测定。硼酐:用于高温下标定黏度计,其黏度已用硅油或其他常温标准黏度物质标定过的黏度计,在600~1200℃下测定。
试验准备
1)钨-铼热电偶的焊接和安装。钨-铼热电偶的热端应用电弧焊接;如无条件焊接,用砂纸擦净电偶丝后拧紧也可。钨-铼热电偶应装在耐火度在1900℃以上的双孔刚玉管内,然后将之从炉底插入炉膛,并使其热端位于炉膛高温恒温带下部并距其边缘约5mm处。电偶安装好后尽量避免挪动,以免损坏。高温下插入高温炉内的热电偶可能会出现漏电现象,这主要是由于高温时耐火材料电阻降低的缘故,如Al2O3含量65%~95%的耐火砖在室温下的电阻率为1.33×108Ω·cm,但1500℃时的电阻率为1.1×103Ω·cm。因此在安装电偶时,其热端应避免和坩埚底及炉膛壁接触,如仍发生漏电现象,可在钨-铼电偶热端再绕上一根负极材料如钼丝,并将之引出接地。钨-铼电偶的冷端应放在冰水中,以保持0℃,然后通过普通金属导线与电位差计相接。
2)高温恒温带的确定。从炉子下部插入一热电偶,其热端位于炉膛中央,作为基准电偶;然后从炉子上部插入另一热电偶,其热端与基准电偶热端紧邻但不接触。按照测定黏度的操作步骤以基准电偶为准。将炉温升到1700℃并恒温5~10min,读取上电偶指示温度。然后将上电偶上移或下移10mm,恒温5~10rnin,读取该点温度,再将上电偶上移或下移10mm,恒温5~10rnin,再读取温度。如是测定数个温度点,直至最高温度点与最低温度点的温差超过5℃为止,根据测定结果确定温差在5℃范围内的区域。然后逐渐降低温度,按上述方法再测定2~3个温度下的恒温区。最后以各温度下各点温度差都在5℃范围内的区域作为炉子高温恒温区,该区的长度应在40mm以上。或高温炉首次使用,加热元件更换和炉子使用较长时间后都应测定和重新测定高温恒温区。
3)熔体温度的标定。在实际测定中,熔体的温度与熔体容器外部电偶的指示温度有一定的差异,故应进行熔体温度的标定。
图73.32 测定熔体实际温度的装置
图73.32为熔体温度标定示意图。标定的具体步骤如下:在一刚玉坩埚中插入一根一端封闭的刚玉管,刚玉管四周放置已熔融过的熔渣碎块。将带刚玉管的坩埚放入高温炉,并固定在坩埚底部与电偶热端相距2~3mm处。在刚玉管中插入另一支电偶并使其热端触及管底。按照黏度测定步骤,将炉子逐渐加热到1700℃,灰渣全部熔融后恒温10min,测出上下电偶指示温度。然后以50℃的间隔降低温度,并测出该温度下的上下电偶指示温度,直至温度降到1200℃。以基准电偶指示温度为横坐标,上电偶指示温度为纵坐标作出标定曲线。温度600~1200℃范围内的熔体温度标定,可使用硼酐或玻璃作熔融介质。
4)黏度计标定。
a.常温标定法。用黏度约为1Pa·s、5Pa·s、10Pa·s、25Pa·s、50Pa·s和100Pa·s的硅油为测定介质,在20±1℃下,用钢丝扭矩式黏度计测定相应的扭转角。以硅油黏度值为纵坐标,扭转角为横坐标,绘制黏度-扭转角(或毫秒计读数)曲线。所用硅油应为经检定的黏度已知的标准物质,在无标准硅油情况下,可用罕泊黏度计(即落球式黏度计)测定所用硅油黏度。
b.高温标定法。用硼酐或玻璃为测定介质,在黏度为1~100Pa·s相应温度范围内,用钢丝扭矩式黏度计测定不同温度下的扭转角。以硼酐或玻璃黏度值为纵坐标,扭转角为横坐标,绘制黏度-扭转角(或毫秒计读数)曲线。所用硼酐或玻璃应为经检定的黏度和温度关系已知的标准物质,在无标准硼酐或标准玻璃的情况下,可用已经在常温下标定过的钢丝扭矩式黏度计测定硼酐或玻璃的黏度。硼酐黏度测定方法:取破碎成5~15mm的小块硼酐50g左右,按煤灰黏度测定步骤,从1200℃开始,每降温50℃测定一个黏度值,直至600℃。黏度计应定期标定,特别是在更换钢丝后应该标定。黏度计标定的试验条件,特别是电动机转速、钢丝材料、直径和长度、测杆材料尺寸及插入熔体的深度应与煤灰黏度测定时相同。
5)灰样的制备。将粒度小于0.2mm的空气干燥煤样在大灰皿中铺成薄层,将带样灰皿放入冷高温炉中,按灰分测定标准程序由室温加热到815℃,并在此温度下灼烧至完全灰化。每个煤灰样至少为150~200g。取灰样100~120g,用50g/L糊精溶液湿润成泥状,做成直径约10mm的小球,在室温下晾干或低温下烤干。
分析步骤
将一坩埚捆紧在用直径1.5~2mm的钼丝制作的、长度与坩埚底部至炉口距离相等、两端弯成90°的挂钩上,然后稳定地吊在炉膛中。坩埚应位于炉膛高温恒温带,其底部距钨钼电偶热端2~3mm处。
转动黏度计悬臂,使测杆对准高温炉炉口中央。开动黏度计,观察测杆是否同心旋转,如有明显摆动,应更换测杆或将其调直,并调节测量系统各接头,使电动机轴、钢丝和测杆在同一轴线上。慢慢降下黏度计悬臂至测杆刚好触及坩埚底部,记下高度标尺读数H1(mm),然后提起测杆。将测杆插入带水的坩埚中,开动黏度计,测定并记录零点读数。
往炉内以500mL/min的流量通入氢气;往冷却水套中通入冷水。接通高温炉电源,按以下升温速度升温:<1200℃,10~15℃/min;1200~1500℃,5~7℃/min;(>1500)~1700℃,3~5℃/min。温度升至1500~1700℃时,通入氮气,并调节氮气和氢气的流量,使氢气在混合气体中占20%(体积百分数),混合气体总流量为1000mL/min。然后将灰球逐个投入坩埚中熔融,直到熔体高度达到25~30mm(一般约需50~60g煤灰)为止。熔融过程中应防止熔体起泡溢出。全部灰球熔完后,保温10min以上,待熔体中气泡完全消失后,用一根直径1.5mm的钼丝插入熔体至坩埚底,然后立即抽出,于冷水中急冷,由钼丝上的熔体迹量出熔体高度D(mm)。
将测杆小心放入炉内坩埚中央,并调节它的高度使其插入熔体15mm,即黏度计高度标尺读数H2满足以下要求:H2=H1+D-15。
图73.33 煤灰黏度曲线图
开动黏度计进行降温测定,根据黏度变化情况每隔20~50℃测定一点。每点测定时应先恒温(Δt=±2℃)10~15min,待温度和毫秒计读数都稳定后开始测定,每5min读取一次温度和毫秒数,连续3次,取其平均值为该点温度和毫秒数。当黏度大于50Pa·s(或100Pa·s)时停止试验,并迅速将测杆提升至炉外,取下,浸入冷水中冷却。炉温降至1000℃以下时,断电、停止通氮气,温度降至400℃以下时停止通氢气。
根据各测定点的毫秒计读数(减去零点读数)从黏度计标定曲线上查出相应的黏度。以温度为横坐标,黏度为纵坐标,绘制温度-黏度曲线(图73.33)。
每个灰样进行两次重复测定,同一温度下的黏度相差不得大于平均值的20%。
注意事项
1)灰黏度和灰成分的关系。煤灰成分中,影响黏度的主要因素是二氧化硅、氧化铝、氧化铁和三价铁,以及氧化钙与氧化镁的含量。其中SiO2和Al2O3能提高灰的黏度;Fe2O3、CaO和MgO能降低灰的黏度;三价铁百分率增加时,灰黏度增加,临界黏度温度升高。当Fe2O3含量高、SiO2含量低时,增加SiO2含量反而会降低黏度。此外,Na2O也能降低黏度。
灰渣的流动性不仅取决于它的化学成分,也取决于它的矿物质组成。化学成分相同但矿物组成不同的灰渣,完全可能有不同的流动性。只有在真液范围内灰渣的黏度才完全取决于它的化学成分,而与各成分的来源(即矿物质组成)无关。因此,有关灰黏度和化学成分关系的研究,多数都局限于真液范围内。
用灰成分预测其流动性的方法,比较成熟和广泛应用的是当量二氧化硅百分率和碱酸比法。在真液状态下,当量二氧化硅百分率或碱酸比相同的灰渣,具有相同的流动性。该两参数的定义如下:
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以上两公式中各化学式代表该成分在煤灰中的质量分数。
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2)煤灰的临界黏度温度(TCV)和软化温度(TST)的关系某些煤灰渣从真液状态冷却时,其黏度沿着对数曲线下降,到一定温度后,黏度变化即偏离此曲线,该偏离点的温度就是临界黏度温度。它的出现是由于液渣在冷却过程中逐渐析出固体晶粒,使之由牛顿流动状态转变为塑性状态所至。
临界黏度温度(℃)和软化温度(℃)间有较好的下列线性关系:
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Ⅱ 粘度的测定
指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度,各国通常用的条件粘度有以下三种:
①恩氏粘度又叫恩格勒(Engler)粘度。是一定量的试样,在规定温度(如:50℃、 80℃、100℃)下,从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需要的时间(秒)之比。温度tº时,恩氏粘度用符号Et表示,恩氏粘度的单位为条件度。
②赛氏粘度,即赛波特(sagbolt)粘度。是一定量的试样,在规定温度(如 100ºF、F210ºF或122ºF等)下从赛氏粘度计流出200毫升所需的秒数,以“秒”单位。赛氏粘度又分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度(或赛氏弗罗(Furol)粘度)两种。
③雷氏粘度即雷德乌德(Redwood)粘度。是一定量的试样,在规定温度下,从雷氏度计流出50毫升所需的秒数,以“秒”为单位。雷氏粘度又分为雷氏1号(Rt表示)和雷氏2号(用RAt表示)两种。
上述三种条件粘度测定法,在欧美各国常用,我国除采用恩氏粘度计测定深色润滑油及残渣油外,其余两种粘度计很少使用。三种条件粘度表示方法和单位各不相同,但它们之间的关系可通过图表进行换算。同时恩氏粘度与运动粘度也可换算,这样就方便灵活得多了。
粘度的测定有许多方法,如转桶法、落球法、阻尼振动法、杯式粘度计法、毛细管法等等。对于粘度较小的流体,如水、乙醇、四氯化碳等,常用毛细管粘度计测量;而对粘度较大流体,如蓖麻油、变压器油、机油、甘油等透明(或半透明)液体,常用落球法测定;对于粘度为0.1~100Pa?s范围的液体,也可用转筒法进行测定。
Ⅲ 表观粘度怎么测
发动机油表观粘度测定仪适用标准GB/T6538-2010、ASTM D5293;适用于测试发动机油的低温动力粘度指标。可以测定油品在-35℃至-5℃,间隔为5℃温度下的表观粘度。具有测量准确,重复性好,性能稳定,操作简单等优点。适用于测量发动机油在剪切应力约为1000~27000 mPa.s;,剪切速率为105~104 S-1的条件下,-5~-35℃的表观粘度。
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Ⅳ 运动粘度怎样测试
一种方法是在施加外力作用时,测量流体的流动阻力,这就是动态粘度。
另一种方法是在重力作用下测量流体的阻力流。结果是运动粘度。换句话说,运动粘度是当流体没有重力(重力)作用时流体固有的流动阻力的度量。
为了使我简化这些概念的尝试进一步复杂化,具有相同动态粘度的两种流体可以具有不同的运动粘度,这是因为运动学结果取决于流体的密度,密度不是动态粘度的因素。
密度是样品质量(或重量)除以样品体积的比值,考虑一个冰块和一个钢块,它们的大小可能相同,但是钢块的重量比冰块重,因此,我们说钢的密度比冰块大。
流体的质量(或重量)由重力决定,在运动学测量方法中,重力是作用在样品上的唯一力。
测量动态粘度
运动粘度计(也叫全自动运动粘度测定仪)是用于测量动态粘度的较流行类型的仪器之一,这些仪器旋转液体样品中的探针,粘度是通过测量转动探头所需的力或扭矩来确定的。
运动粘度计在测量非牛顿液体时特别有用。非牛顿液体在不同条件下会改变粘度;例如,这些液体中的一些显示出随着施加力的增加而粘度增加,而其他非牛顿液体随着施加力的增加而粘度降低。
当探针在液体中移动时,旋转粘度计可以调节探针的旋转速度,运动粘度计会随着速度(有时称为剪切速率)的变化而检测样品粘度的变化。
动态粘度的度量单位是厘泊(cP)。
测量运动粘度
有几种方法可以找到流体的运动粘度,但是最常见的方法是确定流体流过毛细管的时间,使用为特定管子提供的校准常数,将时间直接转换为运动粘度。
运动粘度的度量单位是厘ent(cSt)。
动态和运动粘度测量之间的基本区别是密度,密度实际上提供了一种在运动学和动态粘度测量之间转换的方法。转换公式为:
"运动(cSt)x密度=动态(cP)
"动态(cP)/密度=运动学(cSt)
对于给定的密度大于1的样品,动态粘度将始终是较高的值。
什么时候应该测量动态粘度?
当您想了解流体的内阻,可以测试动态粘度。
动态粘度的测量对于液体在施加力或压力时会改变其表观特性最有用,这些液体被称为非牛顿流体,非牛顿流体对施加在其上的力的变化敏感,并且如果在一段时间内施加恒定的力,有时甚至可以永久改变其粘度。
另一个应用是在泵系统的设计中,由于非牛顿液体的粘度会随运动速度而变化,因此压力和泵速会严重影响适当泵的规格,压力和管道尺寸,以不同速度测试产品将有助于为泵系统的设计提供指导。
什么时候测量运动粘度?
此测量主要用于牛顿液体不会随施加力的变化而改变粘度的液体。
测试润滑油是一项重要的应用,使用这种测试方法,可以确定在不同温度和不同环境条件下的粘度变化,有了这些信息,就可以评估润滑效果的变化。
牛顿流体的粘度测量可以使用运动粘度计(通过上面列出的转换公式)完成,但是,使用基于毛细管的仪器更简单,在某些情况下,基于毛细管的仪器可以更精确地确定运动粘度。
当您需要确定不暴露于外部物理力的液体的粘度特性时,应选择运动学。
Ⅳ 液体粘度的测量
液体粘度主要有两种方法测量:毛细管法和转盘法,生石灰浆显然只能用转盘法就用传统的斯托默粘度计就可以.
需要提醒你的是
生石灰浆是非牛顿流体,具有剪切变稀的特点,粘度是测不准的.
Ⅵ 检测黏度的常用方法
1、 GB 2794—81 胶粘剂黏度测定方法(旋转黏度计法)本测定方法在环氧树脂生产及应用中已使用多年。多采用同济大学机电厂生产的NDJ-97型旋转式黏度计。适用于测量各种牛顿液体的绝对黏度和非牛顿液体的旋转表观黏度。它有三种单元测定器,每单元包括一个测定容器。附有若干只转子。根据试样黏度大小选用某单元测定容器和配套转子及转速,使读数在刻度盘的20%—85%范围内,将转子垂直浸入试样中心。使液面至转子液位标线。在(25±0.5)℃下测定。记录转子旋转(60±2)s时的指示数值。对高黏度试样记录(120±2)s时的读数。试验结果按仪器要求计算。应表明旋转黏度计的型号,转子编号,转速和测定温度。
2、 杯式黏度计法(GB 1723—79涂料黏度测定法)杯式黏度计又称涂—1杯和涂—4杯黏度计,是一类构造简单的黏度计。多用于黏度小的环氧树脂及环氧树脂胶液。其原理是从杯内通过规定的尺寸的底孔流出等体积的恒温液体的时间长短来判断黏度的大小,时间长黏度大,时间短则黏度小。所测数据不能互换。应表明杯号。涂—杯规定流体的体积为50ml。底孔孔径为φ5.6mm。孔长14.0mm;涂-4杯规定杯内流体流完断线为止,(约100ml),底孔孔径为φ4.0mm,孔长4.0mm。涂—1杯有水浴套,涂—4杯只测室温黏度。
操作要点:黏度杯和树脂试样,应在测试温度下恒温处理。堵好孔底,将恒温树脂试样倒入杯内至满并刮平。静置片刻使试样中的气泡逸出。抽开底孔时应立即用秒表计时。涂-1杯底孔下用量筒接收流出物,当刚达到50ml时,停秒表,记录时间。涂-4杯底孔下用150ml烧杯接收流出物。当流出物连续线中断成滴状时,停止秒表,记录时间,黏度以s表示。
Ⅶ 胶水的粘度怎么测量
有专门的察恩杯、或者叫粘度杯测试!我公司是做化工品(聚氨酯胶黏剂)的,经常要测胶水的粘度值,配合秒表就可以测出来了!
Ⅷ 如何测粘度
从图上看.该仪器为涂4粘度杯,附说明书如下:
涂-4粘度杯使用说明书
本仪器适用粘度在150秒以下的涂料产品的粘度测量,这仪器是依据GB1723-79国标涂料粘度测定法的要求制造,是一种便携式仪器,对涂料粘度进行条件测量,即被测液体盛满特定容器后,在标准管孔内流出所需时间来标定液体的粘度。单位为秒。
主要技术特性:
1. 涂-4粘度杯为黄铜制,容量约为100ml,其几何尺寸和光洁度符合GB1723-79规定,期底部为不锈钢的流出孔。
2. K值,即在设定的温度条件下(如20正负0.1度),用二级标准油注潢粘度计后,流完的时间应在30-100秒范围内,K值应在0.97-1.03以内。
结构简要说明: 涂-4粘度杯计置放在一个能调节水平的平台上的十字支架上,十字架的横臂上附近有圆形水泡,调节平台的水平螺栓使这水泡气孔居中为止,涂-4粘度杯置放在横臂的圆环上。 搪瓷杯容量约为150毫升,为承放测液。
使用简要说明:
1、在测量前或测量后应用纱布蘸溶液将粘度计揩试干净在空气中干燥或用冷风吹干,不允许有过去测液残余液体粘附在杯中或流出管孔中,应使杯的内臂和流出孔保持洁净,对光观察要原有光洁度。
2、试验前,调整十字架平台保持水平位置。
3、将试液搅拌均匀,并在不少于567孔/平方厘米的筛网中过滤后保持在设定温度下,保持15im后进行测定。
4、将试液注入粘度计时,同时用一手指堵住流出孔,注满后用一金属或玻 璃平板在杯上刮平,将多余试液刮入粘度计边缘凹槽内,放好承接杯。
5、将手指放开,试液垂直流出,同时开动秒表,试液流出成线条,断开时止动秒表,测得时间即代表其条件粘度,单位为秒。
6、二次试验,其误差不超过0.5秒。
7、每次使用后应用第1条办法加以清洗.
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