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旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的工作原理
旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)是在一定溫度(通常為20°C)下,通過(guò)旋轉(zhuǎn)定子,使圓柱形液體試樣沿軸向流動(dòng),在試樣與定子之間產(chǎn)生剪切應(yīng)力后,測(cè)定所需扭矩和角速度,從而計(jì)算出液體的粘度。
旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的工作原理基于牛頓流體學(xué)說(shuō),其假設(shè)了流體是同質(zhì)同向的,具有連續(xù)性、穩(wěn)定性和可壓縮性。這意c著無(wú)論試樣如何愛力;其物理性質(zhì)均丕發(fā)生變化。當(dāng)粘度計(jì)內(nèi)的圓柱形液體試樣在某一溫度下受到旋轉(zhuǎn)圓盤的作用時(shí),試樣就會(huì)沿著基軸向流動(dòng).并且有剪切應(yīng)力產(chǎn)生。這些剪切應(yīng)力會(huì)使得液體表現(xiàn)出阻抗力,阻止液體通過(guò)流動(dòng)。
測(cè)定液體的粘度時(shí),首先將試樣加入粘度計(jì)內(nèi),然后啟動(dòng)測(cè)量時(shí),旋轉(zhuǎn)圓盤旋轉(zhuǎn)一定角度,使液體流經(jīng)圓盤,形成切口,剪切應(yīng)力在圓盤上產(chǎn)生,圓盤上的定子會(huì)隨之轉(zhuǎn)動(dòng)。此時(shí),轉(zhuǎn)動(dòng)液體面與靜止液體面之間形成一定的扭矩或阻力,相應(yīng)的扭矩值可以通過(guò)測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)定子的力矩得到。根據(jù)牛頓斯通分別定律,扭矩與角速度成正比,從而得到粘度值。
減小試樣在測(cè)量過(guò)程中的外部擾動(dòng)是測(cè)定粘度的關(guān)鍵因素。因此,在旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)中,將在確定時(shí)間和溫度后測(cè)量液體粘度,以消除測(cè)量誤差,以獲得準(zhǔn)確的結(jié)果。
總之,旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)通過(guò)在液體試樣內(nèi)施加剪切應(yīng)力并測(cè)量扭矩和角速度來(lái)測(cè)量液體的粘度,具有簡(jiǎn)單易用、可靠穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn),在實(shí)際工程和科學(xué)研究中有著廣泛的應(yīng)用。