粘度测量原理与方法

　　0　引言

　　实际流体都是有粘性的。流体的粘性是流体微团间发生相对滑移时产生切向阻力的性质,是流体抵抗剪切变形的能力或属性,且只有在相对运动的情况下,才会表现出来。

　　流体的粘度不能直接测量,它们的数值往往是通过测量与其有关的物理量,再由有关方程进行计算而得到的。目前,粘度测量的方法有很多种,最常用的方法有管流法、落球法、圆盘法、振动法等。本文主要介绍管流法、落球法、圆盘法的测量原理,并且针对不同的测量方法适当说明了应用范围。文中研究对象是牛顿流体。

　　1　管流法

　　如图1,流体在半径为R的圆管内层流流动,取半径为r、长度为dl的圆柱体作为分析对象,在圆柱体两端面总压力和圆柱侧面的粘滞力作用下处于平衡状态,则

　　根据牛顿内摩擦定律

　　2　落球法

　　3　圆盘法

　　一块直径为d的圆盘水平地放在厚度为h、粘度为μ的流体上,用力矩M驱动圆盘以每分钟n转的转速转动。根据牛顿内摩擦定律,摩擦阻力

　　对于圆盘法来说,一般圆盘直径d、转速n、流体厚度h为已知参数,只要测出力矩M,就可计算出流体的粘度,力矩的测量通常是采用控制转速测量力矩的方法。

　　总之,在测量流体的粘度之前先了解流体的性质和粘度的大概范围,根据实验条件,然后再选择适当的方法,这样才能获得流体的准确粘度。

　　参考文献:

　　[1]孔珑.工程流体力学[M].北京:中国电力出版社, 2001.

　　[2]陈惠钊.粘度测量和应用[J].中国计量,1998(3):45-46.

　　[3]张兆钧.用落球法测量η试验中小球下落速度的辨析[J].物理实验,1995(5):199-200.

　　作者简介:杜忠选(1981-),山西河津人,中国矿业大学机电学院在读硕士研究生,流体机械专业,Tel:0516-83890146,E-mail:duzhongxuan@163.com.