毛细管粘度计的工作原理
毛细管粘度计的工作原理
毛细管粘度计的工作原理设不可压缩的粘性流体在水平管中作稳态层流流动，并设所考察的部位远离管道进、出口，且流动为沿轴向(z 方向)的一维流动，如下图所示:物理模型：1. 稳态、层流、不可压缩牛顿型流体2. 沿ｚ方向的一维流动，0==θu u r ，0≠z u3. 远离进出口柱坐标下的连续性方程：0)()(1)(1'=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂z r u zu r ru r r ρρθρθρθ （1）式中，z r u u u z r 和、为方位角；为轴向坐标；为径向坐标；为时间；θθθ.' 分别是流速在柱坐标（r,θ,z ）方向上的分量。
可简化为：0=∂∂zu z（２） 柱坐标的奈维-斯托克斯方程： r 分量()⎭⎬⎫⎩⎨⎧∂∂+∂∂-∂∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂∂∂+∂∂-=∂∂+-∂∂+∂∂+∂∂22222222111'z u u r u r ru r r r v r p zuu r u u r u r u u u r rr d r z r r r r θθρθθθθθ（３）θ分量()⎭⎬⎫⎩⎨⎧∂∂+∂∂+∂∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂∂∂+∂∂-=∂∂++∂∂+∂∂+∂∂2222222111'z u u r u r ru r r r v r p r zuu r u u u r u r u u u r d z r r θθθθθθθθθθθρθθ（４）z 分量⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂+∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂+∂∂-=∂∂+∂+∂∂+∂∂+∂∂2222111'z u u r r u r r r v z p zuu r u u u r u r u u u z z z d z z z z z r z θρθθθθ （５）现在先考察z 方向的奈维-斯托克斯方程。
对于一维稳态流动，式（5）中的0,0'==∂∂r zu u θ，;0=θu 由于流动对于管轴对称，0=∂∂θzu ，022=∂∂θzu 。
测粘度的实验报告
一、实验目的1. 了解粘度的概念和测量方法。
2. 掌握使用粘度计进行粘度测量的原理和操作步骤。
3. 通过实验，掌握粘度测量结果的记录、计算和分析方法。
二、实验原理粘度是描述流体内部摩擦力的物理量，是流体动力学和流体力学研究中的重要参数。
粘度的大小取决于流体的性质和温度。
本实验采用毛细管粘度计测量液体的粘度，利用泊肃叶公式进行计算。
泊肃叶公式：τ = (πμLQ)/(4r^2)，其中τ为粘度，μ为液体的动力粘度，L为毛细管的长度，Q为流过毛细管的体积流量，r为毛细管的半径。
三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：毛细管粘度计、恒温水浴、温度计、量筒、秒表、滴定管、计时器等。
2. 实验试剂：待测液体、标准液体。
四、实验步骤1. 准备实验仪器，检查仪器是否完好。
2. 将待测液体倒入量筒中，测量其体积。
3. 将毛细管粘度计插入恒温水浴中，调整温度至待测液体的温度。
4. 将待测液体注入毛细管粘度计中，确保液体充满毛细管。
5. 打开计时器，记录液体的流出时间。
6. 重复步骤4和5，至少测量3次，求平均值。
7. 将标准液体倒入毛细管粘度计中，重复步骤4和5，求出标准液体的粘度值。
8. 根据泊肃叶公式，计算待测液体的粘度值。
五、实验数据与结果1. 待测液体体积：50.0 mL2. 待测液体流出时间：30.0 s、32.0 s、31.0 s3. 平均流出时间：31.3 s4. 标准液体粘度值：0.85 Pa·s5. 待测液体粘度值：0.86 Pa·s六、实验结果分析通过本次实验，我们掌握了使用毛细管粘度计测量液体粘度的原理和操作步骤。
实验结果表明，待测液体的粘度值为0.86 Pa·s，与标准液体的粘度值0.85 Pa·s 相近，说明实验结果较为准确。
七、实验总结本次实验成功完成了液体粘度的测量，加深了我们对粘度概念的理解，提高了实验操作技能。
在实验过程中，需要注意以下几点：1. 确保实验仪器的完好，避免误差的产生。
毛细管法测粘度
毛细管法测粘度 Prepared on 22 November 2020毛细管法测定粘度测定原理：在一定温度下，当液体在直立的毛细管中，以完全湿润管壁的状态流动时，其运动粘度与流动时间成正比。
测定时，用已知运动粘度的液体作标准，测量其从毛细管粘度计流出的时间，再测量试样自同一粘度计流出的时间，则可计算出试样的粘度。
测定仪器：毛细管粘度计仪器、试剂与试样1、仪器毛细管粘度计、恒温浴、温度计、秒表2、试剂恒温浴液、乙醇、铬酸洗液、石油醚3、试样机油或其他石油产品实验步骤1）选取毛细管粘度计并洗净取一支适当内径的毛细管粘度计，用轻质汽油或石油醚洗涤干净。
2）装标准试样在支管6处接一橡皮管，用软木塞塞住管身7的管口，倒转粘度计，将管身4的管口插入盛有标准试样（20℃蒸馏水）的小烧杯中，通过连接支管的橡皮管用洗耳球将标准样吸至标线b处，然后捏紧橡皮管，取出粘度计，倒转过来，擦干管壁，并取下橡皮管。
3）将橡皮管移至管身4的管口，使粘度计直立于恒温浴中，使其管身下部浸入浴液。
在粘度计旁边放一支温度计，使其水银泡怀毛细管的中心在同一水平线上。
恒温浴内温度调至20℃，在此温度保持10min以上。
4）用洗耳球将标准样吸至标线a以上少许，停止抽吸，使液体自由流下，注意观察液面，当液面至标线a，启动秒表；当液面至标线b，按停秒表。
记下由a至b的时间，重复测定4次，各次偏差不得超过%，取不少于三次的流动时间的平均值作为标准样的流出时间τ20标。
5）倾出粘度计中的标准样，洗净并干燥粘度计，用同粘度计按上述同样的操作测量试样的流出时间τ20样。
五、数据记录与处理t t t t计算过程：六、注意事项1）测定过程中必须调整恒温浴的温度为规定的测定温度；2）测定前试液和毛细管粘度计均应准确恒温，并保持一定的时间。
在恒温器中粘度计放置的时间为：在20℃时，放置10min；在50℃时，放置15min；在100℃时，放置20min；3）试液中不能有气泡。
毛细管粘度计使用说明书
毛细管粘度计使用说明书
一、产品简介
毛细管粘度计是一种用来测量液体粘度的仪器。
其原理基于液体通过毛细管的流动速度与液体粘度之间的关系。
本使用说明将详细介绍毛细管粘度计的使用方法和注意事项。
二、使用前准备
1. 安装：将毛细管粘度计放在平稳的台面上，并插入电源。
2. 校准：在使用之前，需要校准毛细管粘度计以确保精确度。
请参考附带的校准手册进行操作。
3. 准备样品：根据需要测量的液体类型和粘度范围，准备好相应的样品。
三、测量步骤
1. 调整流速：根据需要测量的液体粘度，调整仪器的流速。
通常情况下，液体粘度较低时需要加快流速，而液体粘度较高时则需要减慢流速。
使用仪器上的控制按钮进行调整。
2. 样品装填：将待测样品注入仪器中的装填槽中。
确保样品不会溢出或溅出。
3. 开始测量：根据仪器的说明，启动测量程序。
仪器将自动计算和显示液体的粘度值。
4. 记录结果：在测量完成后，记录下所得的粘度值。
可根据需要将结果保存至仪器的存储器中。
四、注意事项
1. 清洁保养：使用完毕后，请按照使用说明进行清洁保养。
避免污染下一次测量。
2. 避免反复测量同一样品：由于样品的温度和测量条件可能会影响测量结果，建议避免反复测量同一样品，以确保准确性。
3. 使用安全：在操作过程中，应注意防范液体外溢和溅出，以免对操作者造成伤害。
4. 仪器存放：仪器应保存在干燥、清洁、通风的环境中。
避免阳光直射和潮湿。
五、故障排除。
NY―1型高压毛细管式粘度计的工作原理与测试结果的数据处理
NY―1型高压毛细管式粘度计的工作原理与测试结果的数据
处理的报告，600字
NY―1型高压毛细管式粘度计是通常用于测量粘度的一种受
控的高压装置。
它的基本原理是当流体以一定的速度运行时，它就会在流体中施加一定的压力，从而影响流体的粘度，从而计算出流体的粘度值。
特别需要说明的是，粘度测量必须在高压下进行，否则结果将会不准确。
NY-1型高压毛细管式粘度计的工作原理如下：使用一根毛细
管和一个高压源（如气泵或水泵），在毛细管中以恒定的流速流动过，源以恒定的压力对流体进行加压，以达到规定的压力值后，将流体的粘度值读取出来。
从而可以计算出流体的粘度值。
测量结果的数据处理包括：首先，通过测量粘度值，定义一个统一的测量单位；其次，根据测量结果，分析流体的粘度变化规律；最后，根据测试结果和实际情况，对流体的粘度进行合理的控制，以保证其稳定性。
总之，NY－1型高压毛细管式粘度计是常用的粘度测量仪器，它能够满足实际的粘度测量要求，其工作原理和数据处理都非常简单、准确。
因此，NY－1型高压毛细管式粘度计是非常
有用的粘度测量仪器。
毛细管法测液体黏度实验原理
毛细管法测液体黏度实验原理实际液体都具有不同程度的黏性。
当液体流动时，平行于流动方向的各层液体的速度都不相同，即存在着相对滑动。
于是，在各流层之间存在内摩檫力，这一内摩檫力亦称为黏性力。
黏性力的方向沿相邻两流层接触面的切向，其大小与该流层处的速度梯度及接触面积成正比。
比例系数η称为黏度，它表征了液体黏性的大小，与液体的性质和温度有关。
实际液体在水平细圆管中流动时，因黏性而呈分层流动状态，各流层均为同轴圆管。
若细圆管半径为r ，长度为L ，细管两端的压强差为∆P ，液体黏度为η，则细圆管的流量LP r Q ηπ84∆= 上式即泊肃叶定律。
本实验采用的方法是，通过测量一定体积的液体流过毛细管的时间来计算η。
即L P r t V Q ηπ84∆== （3.2-1）式中V 即为t 时间内流过毛细管的液体体积。
当毛细管沿竖直位置放置时，应考虑液体本身的重力作用。
因此，式（3.2-1）可表示为： t L gL P r V ⋅+∆=ηρπ8)(4 （3.2-2）本实验所用的毛细管黏度计如图3.2-1所示，它是一个U 型玻璃管，A 与B 之间为一毛细管，左边上部的管泡两端各有一刻痕C和A ，右边为一粗玻璃管且也有一管泡。
实验时将一定量的液体注入右管，用吸球将液体吸至左管。
保持黏度计竖直，然后让液体经毛细管流回右管。
设左管液面在C 处时，右管中液面在D 处，两液面高度差为H ，CA 间高度差为h 1，BD 间高度差为h 2。
因为液面在CA 及BD 两部分中下降及上升的极其缓慢（管泡半径远大于毛细管半径），液体内摩檫损耗极小，故可近似作为理想液体，且流速近似为零。
设毛细管内液体的流速为v ，由伯努利方程可知流管中各处的压强、流速与位置之间的关系为： 常量=++P gh v ρρ221 对于图3.2-1中所示的C 处和A 处，若取0=A h ，则有A c P v P v gh +=++20212121ρρρ 其中C 处流速0≈c v ，P 0为大气压强，P A 为A 处压强。
血液流变学检测仪器的测试原理介绍
1．毛细管式粘度计（即压力传感式）原理：利用一标准毛细管在相同的条件下，液体粘度不同，流过一定体积的液体所需时间不同，粘度越大所需时间越长，粘度与时间成正比，其测量结果是同水的比粘度。
优点：①适用于测量粘度较低的“牛顿流体”，如血浆、血清；②制造成本低廉。
缺点：不适于测量“非牛顿流体”，如全血，精度及重复性难以保证，现国际、国内的全血测试中已被淘汰。
原因：血液是非牛顿流体，血液的粘度随切变率的变化而改变，血流在毛细管中流动，距轴心不同半径处切变率不同，故管中各处粘度也就不同。
用毛细管粘度计测量全血粘度，所得结果只是某种意义上的平均，得不出在某一特定切变率下的粘度。
故用毛细管粘度计测全血粘度是有其原则的局限性，或者可以这样理解：对牛顿流体来说，切应力与切变率之比是个常数，是个线性问题，而作为非牛顿流体的血液，粘度随切变率改变，是非线性问题，用只能解决线性问题的仪器去解决非线性问题，必然影响测试精度，产生误差。
2．圆筒式粘度计（即悬丝式）原理：由两个同轴圆筒组成，圆筒间隙内放入待测液体，内筒与一个弹簧游丝（悬丝）相连，一般固定内筒不动，外筒以已知角度旋转，通过测量液体加在内筒壁上的扭力矩，换算成液体的粘度。
优点：适合测量各种流体在低切变率下的粘度。
缺点：①各切变率下的测量结果不稳定；②检测效率低。
原因：①由于两筒间隙流层中切变率不均匀，导致测量结果失准；②此种仪器的特长是用来研究与时间相关的流变特性及低切变率下的粘度指标。
而恰恰低切变率下粘度的测量时间较长，因此，该仪器不适应大批量的临检工作。
3．锥/板式粘度计原理：由一个圆板和一个同轴圆锥组成，待测量的液体放在圆锥和圆板间隙内，一般固定圆板，圆锥旋转，通过测量液体加在圆锥上的扭力距换算成液体的粘度。
优点：①即适合测量牛顿流体，更适合测量非牛顿流体。
如：全血、血浆；②测量精度及重复性较高；③检测效率高。
原因：由于间隙高度与半径成正比，速度也与半径成正比，而切变率为速度与高度之比，从而使切变率与半径无关，处处相等，使得对应于确定的转速就得到确定的切变率。
毛细管黏度分析原理
毛细管黏度分析原理
毛细管黏度分析是一种常用的测定液体黏度的方法。
其原理基于毛细管现象和流体力学的基本理论。
毛细管现象是指液体在毛细管内流动时，由于毛细管壁与液体间的相互作用，液体在毛细管内形成一种净上升或净下降的现象。
这一现象的起因是表面张力和毛细管内外液体间的黏性作用力之间的平衡。
当液体在毛细管内流动时，由于液体分子间的黏性作用力，液体在毛细管内形成一种净上升或净下降的现象。
而液体黏度可以用来描述这种形成净上升或净下降的能力。
在毛细管黏度分析中，一般选用玻璃毛细管，通过浸入被测液体中，使液体在毛细管内上升。
通过测量液体在毛细管内上升的高度和时间，可以计算得到液体的黏度。
根据流体力学的基本理论，毛细管内液体上升的高度与时间呈一定的关系。
常用的计算方法有洛伦兹-洛伦兹方程、修正的斯托克斯方程等。
毛细管黏度分析具有简单、快速、经济等优点，适用于测定各种液体的黏度，尤其在低黏度液体的测定中更为常用。
然而，由于毛细管黏度分析对实验条件要求较高，容易受到温度、环境湿度等因素的影响，在实际应用中需要进行一定的控制和修正。
综上所述，毛细管黏度分析是一种基于毛细管现象和流体力学理论的测定液体黏度的方法，在实践中能够得到较为准确的结果。
实验报告测定液体粘度
一、实验目的1. 了解液体粘度的概念和意义；2. 掌握测定液体粘度的方法；3. 熟悉实验仪器和操作步骤；4. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理液体粘度是指液体在流动过程中，内部分子间相互作用的阻力。
它是衡量液体流动阻力大小的重要物理量。
本实验采用毛细管粘度计测定液体粘度，其原理是利用流体在毛细管中流动时，受到的阻力与流体的粘度成正比。
三、实验仪器与试剂1. 仪器：毛细管粘度计、秒表、量筒、温度计、蒸馏水、待测液体；2. 试剂：待测液体。
四、实验步骤1. 将毛细管粘度计清洗干净，并确保其无气泡；2. 在毛细管粘度计的上下两端分别连接量筒，并在量筒中注入适量的待测液体；3. 将毛细管粘度计垂直放置，调整液面高度，使液面与毛细管下端齐平；4. 记录室温，并用秒表测量液体在毛细管中流过一定体积所需的时间；5. 重复步骤4，进行多次测量，取平均值；6. 将毛细管粘度计清洗干净，用蒸馏水冲洗，再进行下一组液体的测量。
五、数据处理1. 根据公式：η = (πρgL/t) / (d^4)，计算液体粘度，其中：η：液体粘度；ρ：液体密度；g：重力加速度；L：毛细管长度；t：液体流过毛细管所需时间；d：毛细管直径；2. 计算液体粘度的平均值；3. 将实验结果与理论值进行比较，分析误差原因。
六、实验结果与分析1. 实验结果：液体1：η1 = 0.002 Pa·s液体2：η2 = 0.005 Pa·s液体3：η3 = 0.008 Pa·s2. 分析：通过实验，我们得到了不同液体的粘度值。
实验结果与理论值基本吻合，说明本实验方法可行。
在实验过程中，可能存在以下误差：（1）毛细管粘度计的精度和校准问题；（2）温度对液体粘度的影响；（3）液体流过毛细管时可能存在气泡。
七、结论1. 通过本实验，我们了解了液体粘度的概念和意义；2. 掌握了测定液体粘度的方法，熟悉了实验仪器和操作步骤；3. 培养了实验操作能力和数据处理能力。
工作毛细管粘度计检定规程
表1
重复性指标
粘度计 常数标称值
平氏、芬氏、乌 复 性
同列* 重复性
tmax－tmin t
0.2
0.3
指 标
不同列**
C
(2)
＝1
114
1＝
1
C2 2＝
(3)
2
C ＝
C1 ＋C2
2
举例： 用50号和100号标准液检定平氏粘度计常数。
粘度计型号：平氏；
粘度计编号：354；
毛细管内径：1.2 mm；
检定温度：20℃；
温度计器号：2063；
秒表器号：608；
检定员：×××；
项目 t i（s） t（s）
检定日期：××年××月××日。
中，在相同的条件下同时比较同一液体的流动时间来实现。此种液体称为比较液，它可以不是
标准液，但必须是均匀、无杂质的牛顿液体。
111
二 技术要求
(一) 计量性能
1 工作毛细管粘度计应符合表1规定的重复性指标。
(二) 外观质量
2 毛细管粘度计必须用无色透明的仪器玻璃吹制成，粘度计的计时球和毛细管部位不得有 节点、气泡和柳纹。
113
渍)，然后用铬酸洗液浸泡2 h以上，最后用自来水及蒸馏水涮洗。 16.2 沾有油渍的粘度计必须用洗涤汽油或石油醚、丙酮 (对于硅油也可用氯仿等卤代烃)
酒精等溶剂彻底清洗，然后用自来水 (最好是热水) 涮洗，再用铬酸洗液浸泡6 h以上，最后用 自来水、蒸馏水涮洗。
17 粘度计的干燥 用蒸馏水洗过的粘度计应放在烘箱中 (温度不超过120℃) 烘干或用过滤的热空气吹干。清 洁干燥的粘度计应防止灰尘落入其中。 18 装液 选取适当牌号的标准液 (参照附录2)，使其在粘度计内的流动时间不小于200 s (平氏、芬 氏和乌氏的最细内径的粘度计的流动时间分别不得小于350 s，300 s，250 s)。 18.1 乌氏粘度计从管L装入标准液，使液面处于下球A的标线G与H之间。 18.2 平氏和芬氏粘度计，要将粘度计倒转，将管N插入标准液中，将液体吸至计时球的下 标线F，迅速倒转粘度计并擦净管口，装液时不得产生断流和气泡。 18.3 逆流粘度计的装液方法与18.2款同，只是将液体吸到刻度G 后，要迅速倒转粘度计并 密闭管N (套一根带水止夹的乳胶管或用其他方法)，以防液体流入计时球。 19 安装 19.1 将平氏、芬氏粘度计的管N，乌氏粘度计的管N与M套上干净的乳胶管。 19.2 用粘度计夹具或支架把粘度计固定在恒温槽中，使恒温液面高于计时球C (逆流粘度 计的球D)20 mm以上，使粘度计底部高于恒温槽底20 mm以上。 19.3 调节粘度计使毛细管垂直 (芬氏粘度计使管L的上部垂直)，用线坠线在两个互成直角 的方向或用其他方法检查垂直情况。 20 恒温 在开始测定之前，粘度计必须在恒温槽中恒温15～30 min。 21 测定 21.1 乌氏粘度计测定时，密闭管M，使管N与抽气设备相通，将液体吸至计时球上标线E以 上约5 mm处，使管M及N均与大气相通，液体自然流下 (同时，空气由管M进入悬挂水平球B，从 毛细管流出的液体在球B的顶部形成悬挂水平并沿B的壁流下)，测定液面通过计时球上、下标线 E与F所需要的时间 (注意：掀动秒表的瞬时应是弯月面的最低点与标线相切的瞬时)。 21.2 平氏和芬氏粘度计测定时，使管N与抽气设备相通，将液体吸到计时球上标线以上约5 mm处，使管N与大气相通，液体自然流下，以下测定操作同21.1款。 21.3 逆流粘度计测定时，使管N与大气相通，液体自然流下，测定液面的前沿从计时球C 的下标线E升至上标线F所需的时间。 21.4 自动毛细管粘度计的操作方法按其说明书进行。 21.5 乌氏、平氏、芬氏粘度计装一次液应重复测定4次。若最大值与最小值之差符合表1 的规定，则取平均值；若有一个超差，应作可疑数据弃去，求其余三个的平均值；若有两个超 差，此组数据作废，应将粘度计洗净后重测。 21.6 逆流粘度计装一次液只作一次测定，然后必须洗净粘度计并干燥后重新装液，作第二 次测定。若两次测定之差符合表1的规定，则取平均值；若超差，应将粘度计洗净后重测。 21.7 选择第二种标准液按21.5与21.6款的方法作平行测定。由粘度分别为v1与v2的两种标 准液所得的平均时间t1与t2按22条计算粘度计常数C1与C2，若C1与C2之差符合表1的规定，取算术 平均值C，C 即为该粘度计的常数，如果超差，则应重新检定，如果重新检定后仍超差，则该粘 度计为不合格。 22 计算
浅论乌氏毛细管粘度计
实训小结10医械一班 进修 柯周良乌氏毛细管粘度计粘度计广泛应用于测定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、药物、胶粘剂等各种流体的动力粘度。
高分子溶液的粘度有以下几种定义：（1） 粘度比（相对粘度）粘度比用来表示。
，其中，为纯溶剂的粘度，是相同温度下溶液的粘度。
粘度比是一个无因次的量。
对于低切变速度下的高分子溶液，其值一般大于1。
显然，随着溶液浓度的增加将增大。
（2） 增比粘度（粘度相对增量）增比粘度用表示，是相对于溶剂来说溶液粘度增加的分数：增比粘度也是一个无因次的量。
（3） 比浓粘度（粘数）对高分子溶液，增比粘度往往随溶液的浓度增加而增大，因此常用其与浓度之比来表征溶液的粘度，称为比浓粘度，即它表示当溶液浓度为C 时，单位浓度对增比粘度的贡献。
实验证明，其数值亦随浓度的变化而变化。
比浓粘度的因次是浓度的倒数，一般用厘米3/克表示。
比浓对数粘度（对数粘度）其定义是粘度比的自然对数与浓度之比，即 CC sp r )1ln(ln ηη+= 其值也是浓度的函数，因次与比浓粘度相同。
（4） 特性粘度（极限粘度）因为比浓粘度C sp /η和比浓对数粘度C r /ln η均随溶液浓度而改变，故以其在无限稀释时的外推值作为溶液粘度的量度，用[η]表示这种外推值，即 CC r C spC ηηηln lim lim ][00→→== [η]称为特性粘度，又称极限粘度，其值与浓度无关，其因次也是浓度的倒数。
上述粘度的测定原理如下：待测液体自A 管加入，经B 管将液体吸至a 线以上，使B 管通大气，任其自然流下，记录液面流经a 及b 线的时间t 。
这样外加力就是高度为h 的液体自身的重力，用P 表示。
假定液体流动时没有发生湍流，即外加力P 全部用以克服液体对流动的粘滞阻力。
则根据牛顿粘度定律可导出如下的关系： lV tPR 84πη= （8-1） 上式称为泊肃叶（Poiseuille ）定律。
在实际的测定中，由于用同一支粘度计测定溶液与溶剂的流出时间，故V 、l 、R 相等。
粘度测试_实验报告
一、实验目的1. 理解粘度及其重要性；2. 掌握粘度测试的基本原理和方法；3. 学会使用粘度计进行粘度测试；4. 分析粘度与温度、剪切速率等的关系。
二、实验原理粘度是流体抵抗流动的能力，是衡量流体性质的重要指标。
粘度测试的基本原理是利用粘度计测量流体在恒定剪切速率下的剪切应力，从而得到流体的粘度值。
本实验采用毛细管粘度计进行粘度测试，其原理如下：当流体在毛细管中流动时，流体受到重力、压力差和粘度阻力的影响。
根据牛顿第二定律，粘度阻力与流速成正比，与流体的粘度成正比。
通过测量流体在毛细管中的流速，可以得到流体的粘度值。
三、实验仪器与试剂1. 实验仪器：毛细管粘度计、秒表、温度计、玻璃瓶、移液管等；2. 实验试剂：待测流体、溶剂等。
四、实验步骤1. 准备实验仪器，将毛细管粘度计安装好，确保仪器运行正常；2. 用移液管取一定量的待测流体，加入玻璃瓶中；3. 将玻璃瓶放入恒温水浴中，调节温度至实验要求；4. 待温度稳定后，用移液管将待测流体加入毛细管粘度计中，确保液面高度一致；5. 开启秒表，记录流体从毛细管流出所需的时间；6. 重复步骤4和5，至少测量3次，取平均值；7. 根据公式计算流体的粘度值。
五、实验数据与结果1. 待测流体：食用油；2. 温度：25℃；3. 测量时间（s）：30.5、31.2、31.0；4. 平均测量时间（s）：30.8；5. 粘度值（mPa·s）：1.2。
六、实验结果分析1. 通过实验可知，食用油的粘度为1.2 mPa·s，符合实验要求；2. 粘度与温度、剪切速率等因素有关，本实验中温度为25℃，剪切速率为毛细管粘度计的固有剪切速率；3. 实验过程中，毛细管粘度计的准确度和重复性较好，可满足实验要求。
七、实验结论1. 通过本实验，掌握了粘度测试的基本原理和方法；2. 学会了使用毛细管粘度计进行粘度测试；3. 了解了粘度与温度、剪切速率等因素的关系；4. 为进一步研究流体性质提供了实验依据。
毛细管粘度计
毛细管粘度计简介毛细管粘度计是一种用于测量液体粘度的实验仪器。
它利用毛细管的毛细现象和重力作用，在液体表面形成静水柱，在不同温度下测量静水柱的长度，在计算出液体的粘度。
这种仪器比较简单并且准确，广泛应用于医药、化工、食品、石油等行业。
毛细管粘度计的原理毛细管粘度计是基于斯托克斯定律的，定律表明一个细长、无限小的小球（或圆柱体）在粘稠液体中匀速下落时，所受到的粘阻力与其速度成正比。
毛细管粘度计是利用整个体系的斯托克斯定律。
当一支管径很细（小于0.1mm）、切口相互平行而垂直于平面、以及纯净、已知粘度液体笼罩其上时，在管内形成一个静水柱。
通过该静水柱的长度和粘度系数可以求得该液体的粘度。
当液体进入毛细管中时，由于毛细现象，液体在管内形成一条细长的圆柱形液柱，其截面积随着温度和压力的变化而变化，管内压强则按下式计算：P = P0 +σh/R，其中P0为环境气压强，σ液体表面张力常数，h为液柱高度，R为导管内半径。
若液体的密度为ρ，液体进入毛细管前与后液位高度差为h，液柱表面积为S，则毛细管内液体的重力与毛细管内的表面张力相等：ρghS=2σπR。
将这个公式简化后，便可以得出粘度系数：η = 2σR^2 / 9vl，其中，v为球与液体的比体积（v=2/9），l为毛细管长度，R为毛细管半径，σ为液面张力系数。
使用注意事项•测量时尽量避免空气进入毛细管中。
•液位高度不宜太高，避免产生液滴。
•测量操作人员应严格按照标准操作流程进行，避免操作不规范导致测量误差。
总结毛细管粘度计是一种广泛应用于工业和生产的粘度测量仪器，比较简单同时精度较高。
使用前需要严格按照操作规程进行，在操作中注意避免气泡和液滴的产生，严谨操作，准确度就有保障。
工作毛细管粘度计检定规程
t——一定体积的液体流经毛细管的时间 (s)。
粘度计常数的检定可采用两种方法。
方法1 用标准粘度液 (以下简称标准液) 检定。检定精密粘度计用一级标准液；检定普通
工作粘度计用二级标准液 (参看JJG 2016－87粘度计量器具检定系统)。粘度计的检定应在标准
液的定值温度下进行。
方法2 直接比较法。把被检粘度计与常数标称值相近的基准或标准粘度计置于同一恒温槽
否 2 4 中国计量出版社
相关技术文件
备注
2. 工作毛细管粘度计检定规程摘要
一概 述
重力式毛细管粘度计的工作原理，是用相对法测量一定体积的液体在重力作用下流经毛细
管所需时间，以求得液体的运动粘度。如图所示。运动粘度的计算公式为
v＝Ct
(1)
式中 v——液体的运动粘度 (mm2/s)；
C——粘度计常数 (mm2/s2)；
中，在相同的条件下同时比较同一液体的流动时间来实现。此种液体称为比较液，它可以不是
标准液，但必须是均匀、无杂质的牛顿液体。
111
二 技术要求
(一) 计量性能
1 工作毛细管粘度计应符合表1规定的重复性指标。
(二) 外观质量
2 毛细管粘度计必须用无色透明的仪器玻璃吹制成，粘度计的计时球和毛细管部位不得有 节点、气泡和柳纹。
标准液（1） v1=49.28 mm2/s
329.7
329.7
329.7
329.7
329.9
329.9
329.1（超差）
t1=329.6 ×
t1=329.8
同列重复性
329.9－329.1 329.6
×100%
=0.24％ （超差）
329.9－329.7 329.8
毛细管粘度计的原理
聚四氟乙烯毛细管粘度计
聚四氟乙烯毛细管粘度计是一种特殊的 粘度计，由一根细长的聚四氟乙烯管制
成。
由于聚四氟乙烯具有极佳的化学稳定性 和耐高温性能，因此聚四氟乙烯毛细管 粘度计适用于测量腐蚀性、高温、高压
液体的粘度。
聚四氟乙烯毛细管粘度计的优点在于其 耐腐蚀、耐高温等特点，但价格较高，
动态测量法
动态测量法是通过测量液体在毛细管中流动时产生的压力 差来计算粘度的一种方法。这种方法适用于测量粘度较低 的液体，因为低粘度液体在毛细管中流动较快，不易准确 计时。
动态测量法的优点是测量结果较为准确，因为压力差测量 设备的精度较高。但需要注意的是，动态测量法需要使用 压力差测量设备，操作相对复杂。
CHAPTER
技术创新与改进
01
02
03
新型材料的应用
采用高精度、高耐久性的 材料，提高毛细管粘度计 的稳定性和准确性。
微型化与集成化
减小设备体积，实现多参 数、多功能的集成测量， 便于携带和使用。
智能化数据处理
采用人工智能和机器学习 算法，对测量数据进行实 时处理和解析，提高测量 精度和效率。
智能化与自动化发展
04 毛细管粘度计的应用领域
CHAPTER
油品分析
01
油品粘度是评估油品质量的重要 指标之一，毛细管粘度计在油品 分析中用于测量油品的粘度，帮 助评估油品的流动性和润滑性。
02
不同种类的油品具有不同的粘度 特性，毛细管粘度计能够准确测 量各种油品的粘度，为油品的质 量控制和分类提供依据。
化学工业
当液体在毛细管中流动时，由于摩擦 力作用，液体会逐渐失去能量，产生 压力差。通过测量压力差的大小，可 以计算出液体的粘度。
毛细管粘度计的使用方法 毛细管粘度计是如何工作的
毛细管粘度计的使用方法毛细管粘度计是如何工作的毛细管粘度计是用于测定的样品粘度的仪器，被广泛地运用在石油、化工、轻工、机电、国防、交通、煤碳、冶金、医药、食品、造纸、纺织、科研、高等院校等单位。
今日我们紧要来介绍一下毛细管粘度计的使用方法，希望可以帮忙用户更好的应用产品。
一、洗涤及烘干使用前必需将粘度计洗净，一般先用能溶解粘度计内残留物的溶剂反复洗涤，再用酒精或汽油洗，然后用发烟硫酸洗或重铬酸钾洗液浸2—3小时，最后用自来水冲洗，蒸馏水冲一下，放入烘箱，升温至150oC左右即可，或在自然温度下倒置数天，蒸干为止。
二、装油（除乌氏直接从粗管子倒入外）用带有小嘴的橡皮球（洗耳球）或注射器连结粗管子上小玻璃管，左手拿着粘度计，并用食指堵住粗管子口，将粘度计倒过来，把有毛细管的长玻璃管伸入样品内，拉动注射器，把样品吸到第二个圈线（使液面与圈线相切），然后竖起来即可。
逆流装好后，用夹子夹紧乳胶管，套在吸样品的管子上。
三、恒温及调垂直把装好样品的粘度计放到恒温槽架子上（夹子上），把毛细管左、右、前、后调垂直，在测定温度下恒温10分钟，开始测定，记下第一到第二圈线间流出时间，一般选行三次（去掉不正常）取平均数。
四、可用毛细管内径、测样品粘度范围（选用的粘度计被测样品流出时间不低于200秒）毛细管内径可测粘度范围毛细管内径可测粘度范围 mm Mm2/S mm Mm2/s 0.4 1.5以下 2.0 100—400 0.6 2—62.5 200—700 0.8 4—10 3.0 500—1000 1.0 10—40 3.5 700—2500 1.2 20—504.0 1000—5000 1.5 40—100 5.0 2500—5000 6.05000—10000、正确使用毛细管粘度计毛细管粘度计按结构、形状可分为乌氏、芬氏、平氏、逆流四种。
它们测定的样品粘度是运动粘度。
已广泛地运用在石油、化工、轻工、机电、国防、交通、煤碳、冶金、医药、食品、造纸、纺织、科研、高等院校等单位。
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毛细管粘度计的工作原理及创新设计
姓名：王根华
学号：1411081569
学院：机械工程与力学学院
班级：14机械研究生2班
1.工作原理
设不可压缩的粘性流体在水平管中作稳态层流流动，并设所考察的部位远离管道进、出口，且流动为沿轴向(z 方向)的一维流动，如下图所示:
物理模型：
1. 稳态、层流、不可压缩牛顿型流体
2. 沿ｚ方向的一维流动，0==θu u r ，0≠z u
3. 远离进出口
柱坐标下的连续性方程：
0)()(1)(1'=∂∂
+∂∂+∂∂+∂∂z r u z
u r ru r r ρρθρθρθ （1） 式中，z r u u u z r 和、为方位角；为轴向坐标；为径向坐标；为时间；θθθ.' 分别是流速在柱坐标（r,θ,z ）方向上的分量。
可简化为：
0=∂∂z
u z
（２） 柱坐标的奈维-斯托克斯方程： r 分量
()⎭
⎬⎫⎩⎨⎧∂∂+∂∂-∂∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂∂∂+∂∂-=∂∂+-∂∂+∂∂+∂∂22222
222111'z u u r u r ru r r r v r p z
u
u r u u r u r u u u r r
r d r z r r r r θθρθθθθθ（３）
θ分量
()⎭
⎬⎫⎩⎨⎧∂∂+∂∂+∂∂+⎥⎦⎤⎢⎣⎡∂∂∂∂+∂∂-=∂∂++∂∂+∂∂+∂∂22222
22111'z u u r u r ru r r r v r p r z
u
u r u u u r u r u u u r d z r r θθ
θθθθθθθθθρθθ（４）
z 分量
⎥⎦
⎤⎢⎣⎡∂∂+∂∂+⎪⎭⎫ ⎝⎛∂∂∂∂+∂∂-=∂∂+∂+∂∂+∂∂+∂∂2222111'z u u r r u r r r v z p z
u
u r u u u r u r u u u z z z d z z z z z r z θρθθθθ （５）
现在先考察z 方向的奈维-斯托克斯方程。
对于一维稳态流动，式（5）中的
0,0'
==∂∂r z
u u θ，;0=θu 由于流动对于管轴对称，0=∂∂θ
z
u ，02
2=∂∂θz
u 。
将以上条件及（2）得到
)](1[r
u r r r z p z
d ∂∂∂∂=∂∂μ （6） 同理，对θ、r 方向的奈维-斯托克斯方程化简，可得
0=∂∂θ
d
p （7） 0=∂∂r
p d
（8） 从式（6）、（7）、（8）可以看出，该式左侧的d p 仅是z 的函数；而右侧z u 仅是r 的函数。
因此，式（6）可写成常微分方程，即
dz dp dr du r dr d r d
z μ1)(1= （9）
上式为右侧仅为z 的函数，左侧仅为r 的函数，而r 、z 又为独立变量，故两边应等于同一
常数才成立，即
常数
==dz
dp dr du r dr d r d z μ1)(1 （10） 边界条件：
BC1：i r r =时，0=z u BC2：0=r 时，0=dr
du z
对（10）式积分得
12
21C r dz
dp dr du r
d z +=μ （C 1 为常数）
（11） 由边界条件BC1得，01=C
r dz
dp dr du d
z μ21= 对此式积分得
22
41C r dz dp u d z +=
μ （C 2 为常数）
（12） 由边界条件BC2得，2
241i d r dz
dp C μ-=
把上式代入（12）得，
)(412
2i d z r r dz
dp u -=
μ （13）
2
max 41i d r dz
dp u μ-
= （14）
2
max )](1[(i
z r r u u -= （15） 再求平均流速b u 。
体积流率微元
rdr u dV z s π2= ⎰
⨯=i
r z s rdr u V 0
2π
把（15）式代入此式得， max 2
2
u r V i s π
=
2
2max
2max
2
u r u r A V u i
i s
b =
==
ππ
（16） 再求单位长度的压降
L
p f ∆∆
b i d u r dz
dp 2412
=-
μ
2
8i
b f r u L
p μ=
∆ （17）
L
u p r b f i 82
∆=
μ （18）
对于一支毛细管粘度计其流体流过的长度是确定的，直径是确定的，再测定其流过的压
降和体积流率，即可由式（18）求得粘度。
值得注意的是流体在毛细管的流动应是层流。
2.创新设计
有上述的推理我们得出了毛细管测粘仪的工作原理，有公式我们可以发现，液体黏度是有很多的链进行控制盒影响的，我们知道一个任务的解的物理效应或者说决定着他的物理方程如果是已知的，特别是当参与的物理的量有若干个时，可以导出不同的解，这些解释通过保持其余的影响链不变，而只分析其中的一各自变量和一个因变量之间的相互关系而得到的，基于此，我们做了如下改进：
一个运用压力差来衡量粘度的解，保持Q,R,L 不变，则压力差∆P 正比于η，通过仪表显示的压力差的大小即可推算出液体粘度的大小。
如下图：
在量筒筒壁两侧安装超声波收/发器,超声波束与落球运动速度的夹角为。
, 超声波在被测液体中的传播速度为c,落球落速为“。
在此前提下,推导多普勒 频移与落球落速之间的关系式。
如图2.7所示,当超声波束在量筒轴线上遇到一颗刚性落球,且该落球以速
度“沿着量筒轴线运动。
对超声波发射器而言,该落球以速度“cos 。
离去,所以落球收到的超声波频率介应低于发射的超声波频率fl,根据多普勒公式推导可
知,这种情况可以看作是声源不动,而观察者在运动,故由公式(2.25)得到落球 所接收到的超声波频率为
人一发射超声波的频率;
a一超声波束与量筒轴线夹角;
c一流体中声速;
落球又将超声波束散射给接收器,由于它以“cosa的速度离开接收器,所以
接收器收到的超声波频率又一次降低,这种情况可看作是声源运动而观察者静止的情况,依据式(2.17),几可表示为:
将几的表达式带入(2.35)式,可得到:
接收器收到的超声波频率与发射超声波频率之间的频率差,即多普勒频移
琴可由上式计算。
由于超声波的速度远大于落球落速,所以上式可写成式
由上式可得落球速度为
由以上方程可知,当超声收/发器、量筒条件及被测介质等参数确定以后,
多普勒频移与液体粘度成反比,所以由测量频移量梦就可以根据式(2.40)得到
液体粘度值。
根据方案二的测速方程可知,落速测量受到液体中声速c的影响。
一般来说,
液体中声速与介质温度、介质组分有关,难以保持常数。
为避免这一影响,这里采用桶外声楔结构,使超声波束先通过声楔及桶壁再进入液体l1v】。
设声楔材料中的声速为。
1,流体中声速为。
,声波由声楔进入液体的入射角为刀,在被测液体中的折射角为中,超声波束与落球落速夹角为a,如图2.8所示,根据折射原理, 存在:
所以有
代入式子可得
由此可见,采用声楔结构以后,粘度与频移关系式中仅含有声楔材料中的声
速。
l,而与被测液体介质中的声速无关。
由于固体声速的温度系数至少比液体声速的温度系数小一个数量级,所以该粘度方程式基本上不受温度的影响.。