粘度的测定及应用
粘度检测方法
粘度检测方法一、引言粘度是指流体内部分子间相互作用力的表现，是流体阻力的量化指标，也是流体性质的重要参数之一。
粘度的大小与流体的黏性有关，测量粘度可以帮助我们了解流体的性质和行为。
本文将介绍几种常用的粘度检测方法。
二、几种常用的粘度检测方法1. 杯式粘度计法杯式粘度计是一种常用的粘度测量仪器。
它由一个具有精确容积的杯子和一个标准的流量控制器组成。
在测试时，首先将杯子装满待测液体，然后打开流量控制器，使液体从杯子底部流出。
根据流出的速度和杯子的容积，可以计算出液体的粘度。
这种方法简单易行，适用于大多数液体的粘度测量。
2. 球式旋转粘度计法球式旋转粘度计是一种利用液体的粘度与液体黏度之间的关系来测量粘度的方法。
它由一个旋转的球和一个外部固定的容器组成。
在测试时，将球放入容器中，通过旋转球来测量液体的阻力。
根据旋转的速度和阻力的大小，可以计算出液体的粘度。
这种方法适用于测量高粘度液体或含有颗粒的液体。
3. 滴定粘度计法滴定粘度计是一种利用液滴的滴落速度来测量粘度的方法。
该方法需要一个滴定管和一个容器。
在测试时，将液体滴入容器中，通过滴落的速度来测量液体的粘度。
根据滴落的速度和液滴的大小，可以计算出液体的粘度。
这种方法对于低粘度液体的测量比较方便，但对于高粘度液体不太适用。
4. 旋转粘度计法旋转粘度计是一种利用旋转圆柱体来测量粘度的方法。
它由一个旋转的圆柱体和一个外部固定的容器组成。
在测试时，将液体放入容器中，通过旋转圆柱体来测量液体的阻力。
根据旋转的速度和阻力的大小，可以计算出液体的粘度。
这种方法适用于测量各种粘度的液体。
三、实验操作注意事项1. 在进行粘度测量之前，应确保仪器和容器的清洁度，以避免杂质对测量结果的影响。
2. 在测量过程中，应保持温度的稳定，因为温度会对粘度的测量结果产生影响。
3. 在进行粘度测量之前，应先进行仪器的校准，以确保测量结果的准确性。
4. 在进行粘度测量时，应注意液体的流动状态，避免液体的剪切变形对测量结果的影响。
粘度的几种测定方法
粘度的测定方法分为绝对粘度测定和相对粘度测定两大类。
绝对粘度测定分为动力粘度测定和运动粘度测定两种；相对粘度测定有恩氏粘度测定、赛氏粘度测定和雷氏粘度测定等几种表示方法。
1、动力粘度测定η在流体中取两面积各为1m2，相距1m，相对移动速度为1m/s 时所产生的阻力称为动力粘度。
单位Pa.s(帕.秒)。
过去使用的动力粘度测定单位为泊或厘泊，泊(Poise)或厘泊为非法定计量单位。
1Pa.s=1N.s/m2=10P泊=10的3次方cp＝1KcpsASTM D445标准中规定用运动粘度测定来计算动力粘度，即η=ρ.υ式中η-动力粘度，Pa.s期目标制ρ-密度，kg/m3υ-运动粘度，m2/s我国国家标准GB/T506-82为润滑油低温动力粘度测定法。
该法使用于测定润滑油和深色石油产品的低温(0～-60℃)动力粘度。
在严格控制温度和不同压力条件下，测定一定体积的试样在已标定常数的毛细管粘度计内流过所需的时间，秒。
由试样在毛细管流过的时间与毛细管标定常数和平均压力的乘积，计算动力粘度，单位为Pa.s。
该方法重复测定两个结果的差数不应超过其算术平均值的±5%。
2、运动粘度测定υ流体的动力粘度测定η与同温度下该流体的密度ρ的比值称为运动粘度。
它是这种流体在重力作用下流动阻力的度量。
在国际单位制(SI)中，运动粘度的单位是m2/s。
过去通常使用厘斯(cSt)作运动粘度测定的单位，它等于10-6m2/s，(即1cSt=1mm2/s。
运动粘度测定通常用毛细管粘度计测定。
在严格的温度和可再现的驱动压头下，测定一定体积的液体在重力作用下流过标定好的毛细管粘度计的时间，为了测准运动粘度，首先必须控制好被测流体的温度，测温精度要求达到0.01℃；其次必须选择恰当的毛细管的尺寸，保证流出时间不能太长也不能太短，即粘稠液体用稍粗些的毛细管，较稀的液体用稍细的毛细管，流动时间应不小于200秒；须定期标定粘度管常数；而且安装粘度管时必须保持垂直。
粘度的测定实验报告
粘度的测定实验报告粘度的测定实验报告引言：粘度是液体流动特性的重要参数之一，也是衡量液体黏稠程度的物理量。
粘度的测定在工业生产和科学研究中具有重要的意义。
本实验旨在通过测定不同液体的粘度，了解粘度的测定方法和影响因素。
实验材料和仪器：1. 不同液体样品：包括水、甘油、植物油等2. 粘度计3. 温度计4. 实验容器5. 计时器实验方法：1. 准备工作：a. 首先，将实验室温度调整至恒定温度，以保证实验条件的一致性。
b. 准备液体样品，确保样品的纯度和质量。
2. 实验步骤：a. 将粘度计插入待测液体中，确保液体完全覆盖粘度计的测量范围。
b. 开始计时，记录液体从起始位置流动到终止位置所需的时间。
c. 根据测得的时间和粘度计的刻度，计算出液体的粘度值。
d. 重复以上步骤，对不同液体进行测定，并记录数据。
实验结果：在实验过程中，我们测得了不同液体的粘度值，并根据实验数据绘制了粘度与温度的关系曲线。
讨论：1. 影响粘度的因素：a. 温度：随着温度的升高，液体粘度通常会降低。
这是因为温度升高会增加液体分子的热运动，使分子之间的相互作用减弱，从而降低了液体的粘度。
b. 液体性质：不同液体的分子结构和相互作用力不同，因此其粘度也会有所差异。
例如，水的分子结构较简单，分子间作用力较小，因此具有较低的粘度；而甘油等较复杂的有机液体则具有较高的粘度。
c. 流动条件：液体的流动速度、压力和流动方式等也会对粘度产生影响。
2. 实验误差：在实验过程中，由于仪器精度、操作技巧等方面的限制，可能会存在一定的误差。
为了减小误差，我们在实验中进行了多次测量，并取平均值作为最终结果。
结论：通过本实验，我们成功测定了不同液体的粘度，并了解了粘度的测定方法和影响因素。
实验结果表明，粘度与温度、液体性质和流动条件等因素密切相关。
粘度的测定对于工业生产和科学研究具有重要意义，可以帮助我们了解和控制液体的流动特性，为相关领域的发展提供参考依据。
实验1 粘度法
实验一 粘度法测定聚合物的粘均分子量线型聚合物溶液的基本特性之一，是粘度比较大，并且其粘度值与分子量有关，因此可利用这一特性测定聚合物的分子量。
粘度法尽管是一种相对的方法，但因其仪器设备简单，操作方便，分子量适用范围大，又有相当好的实验精确度，所以成为人们最常用的实验技术，在生产和科研中得到广泛的应用。
一、 实验目的掌握粘度法测定聚合物分子量的原理及实验技术。
二、基本原理聚合物溶液与小分子溶液不同，甚至在极稀的情况下，仍具有较大的粘度。
粘度是分子运动时内摩擦力的量度，因溶液浓度增加，分子间相互作用力增加，运动时阻力就增大。
表示聚合物溶液粘度和浓度关系的经验公式很多，最常用的是哈金斯（Huggins ）公式2[][]spk c cηηη=+ --------------------------------------- (1)在给定的体系中k 是一个常数，它表征溶液中高分子间和高分子与溶剂分子间的相互作用。
另一个常用的式子是2[][]ln rc cηβηη=--------------------------------------- (2)式中k 与β均为常数，其中k 称为哈金斯参数。
对于柔性链聚合物良溶剂体系，k ＝1/3，k+β= l/2。
如果溶剂变劣，k 变大；如果聚合物有支化，随支化度增高而显著增加。
从（1）式和（2）式看出，如果用sp cη或ln r cη对c 作图并外推到c →0（即无限稀释），两条直线会在纵坐标上交于一点，其共同截距即为特性粘度[η]，如图1-1所示0ln limlim[]sprc c ccηηη→→== ----------------------------------------(3)图1-1通常式（1）和式（2）只是在了r η=1.2~2.0范围内为直线关系。
当溶液浓度太高或分子量太大均得不到直线，如图1-2所示。
此时只能降低浓度再做一次。
特性粘度[η]的大小受下列因素影响： （1）分子量：线型或轻度交联的聚合物分子量增大，[η]增大。
粘度的测定技术及仪器
粘度的测定技术及仪器流体粘度是相邻流体层以不同速度运动时所存在内摩擦力的一种量度。
粘度分绝对粘度和相对粘度。
绝对粘度有两种表示方法：动力粘度和运动粘度。
动力粘度是指当单位面积的流层以单位速度相对于单位距离的流层流出时所需的切向力，用希腊字母η表示粘度系数（俗称粘度），其单位是帕斯卡秒，用符号Pa·s表示。
运动粘度是液体的动力粘度与同温度下该液体的密度ρ之比，用符号ν表示，其单位是平方米每秒（m2·s-1）。
相对粘度是指某液体粘度与标准液体粘度之比，无量纲。
化学实验室常用玻璃毛细管粘度计测量液体粘度。
此外，恩格勒粘度计、落球式粘度计、旋转式粘度计等也广泛使用。
（一）毛细管粘度计毛细管粘度计有乌氏粘度计和奥氏粘度计两种。
这两种粘度计比较精确，使用方便，适合于测定液体粘度和高聚物相对摩尔质量。
直接由实验测定液体的绝对粘度是比较困难的。
通常采用测定液体对标准液体（如水）的相对粘度，已知标准液体的粘度就可以标出待测液体的绝对粘度。
1．乌氏粘度计乌氏粘度计的外型各异但基本的构造如图1所示，其使用方法亦尽相同。
图1乌氏粘度计1．主管；2．宽管；3．支管；4．弯管；A．测定球；B．贮器；C．缓冲球；D．悬挂水平贮器； E．毛细管；x、y．充液线；m1、m2环形测定线；m3环形刻线；a, b刻线2．奥氏粘度计奥氏粘度的结构如图2所示，适用于测定低粘滞性液体的相对粘度，其操作方法与乌氏粘度计类似。
但是，由于乌氏粘度计有一支管3，测定时管1中的液体在毛细管下端出口处与管2中的液体断开，形成了气承悬液柱。
这样流液下流时所受压力差ρgh与管2中液面高度无关，即与所加的待测液的体积无关故可以在粘度计中稀释液体。
而奥氏粘度计测定时，标准液和待测液的体积必须相同，因为液体下流时所受的压力差ρgh 与管2中液面高度有关。
图2 奥氏粘度计A．球；B．毛细管；C．加固用的玻棒；a,b环形测定线3．使用玻璃毛细管粘度计注意事项（1）粘度计必须洁净，先用经2号砂芯漏斗过滤过的洗液浸泡一天。
粘度的测定和应用(乌氏粘度计法)综述
sp ( 0 ) / 0 / 0 r 1
二实验原理
高聚物溶液的 sp 往往随质量浓度C的增加而增加。 为了便于比较，定义单位浓度的增比粘度 sp C 为 比浓粘度，定义 lnr C为比浓对数粘度。
符号 名称与物理意义 纯溶剂的粘度，溶剂分子与溶剂分子间的内摩擦表现出来的粘度。 溶液的粘度，溶剂分子与溶剂分子之间、高分子与高分子之间和 高分子与溶剂分子之间三者内摩擦的综合表现。
四 实验步骤
3. 溶液流出时间的测定 用移液管分别吸取已知浓度的 聚乙烯醇溶液10mL，由A管注入 粘度计中，在C管处用洗耳球打 气，使溶液混合均匀，浓度记 为C1，恒温15min，进行测定。
四 实验步骤
3. 溶液流出时间的测定 测定方法如下：将C管用夹子夹紧使之不 通气，在B管处用洗耳球将溶液从F球经D 球、毛细管、E球抽至G球2/3处，解去C管 夹子，让C管通大气，此时D球内的溶液即 回入F球，使毛细管以上的液体悬空。毛 细管以上的液体下落，当液面流经a刻度 时，立即按停表开始记时间，当液面降至 b刻度时，再按停表，测得刻度a、b之间 的液体流经毛细管所需时间。
四 实验步骤
3. 溶液流出时间的测定 重复以上操作至少三次，它们间相差不大于 0.3s， 取三次的平均值为t1。 然后依次由A管用移液管加入5mL、5mL、10mL、 15mL水，将溶液稀释，使溶液浓度分别为C2、C3、 C4、C5，用同法测定每份溶液流经毛细管的时间 t2 、t3、t4、t5。应注意每次加入水后，要充分混合 均匀，并抽洗粘度计的E球和G球，使粘度计内溶液 各处的浓度相等。
二实验原理
因为根据实验，在足够稀的高聚物溶液中有如下 经验公式： sp [ ] [ ]2 c c ln r [ ] [ ]2 c
项目十六、测定粘度(粘度杯法)
项目十六、测定粘度（粘度杯法）【概述】粘度是表示液体性质的一种常用的物理常数，通过粘度杯法可以测定试样的条件粘度(恩氏粘度)。
经过此专项能力的培养，能使你掌握粘度、条件粘度(恩氏粘度)的定义，了解恩氏粘度计的构造、测定原理，掌握测定恩氏粘度的原理及方法，并学会使用恩氏粘度计，测定试样的条件粘度(恩氏粘度)。
【学习途径】〖知识部分〗粘度、条件粘度(恩氏粘度)的定义；恩氏粘度计的构造及使用方法；测定条件粘度(恩氏粘度)的基本原理和方法；恩氏粘度的计算方法。
〖操作技能部分〗恩氏粘度计的构造和使用方法；测定恩氏粘度。
【评价标准】3h内完成测定，并达到标准规定的允差。
【专项能力培训目标】通过此专项能力的学习，你应该掌握：〖知识〗粘度、条件粘度(恩氏粘度)的定义；恩氏粘度计的构造及使用方法；测定条件粘度(恩氏粘度)的基本原理和方法；恩氏粘度的计算方法。
〖技能〗正确使用恩氏粘度计；熟练、准确地测定恩氏粘度。
【评定方法】(考核)〖应知自测〗当你通过学习后，应能熟练掌握本专项能力所需的知识要求，能在规定时间内正确完成本学习包中的自测题(也可根据指导教师要求进行测试)。
〖应会测试〗(操作考核)当你通过学习和自测后，认为已能达到本专项能力的培训要求，可参加专项能力的技能操作考核，考核成绩由指导教师认定。
在您参加考核之前，应先检查一下自己是否已完成了下列学习任务：复习与本专项能力相关的模块。
学习并掌握本专项能力所需的知识、并通过自测。
能熟练使用完成本专项能力所需的仪器、设备、试剂，完成规定的测试任务。
【基本概念】粘度是液体的内摩擦，是一层流体对另一层流体作相对运动的阻力。
粘度通常分为绝对粘度(动力粘度)、运动粘度和条件粘度。
〖条件粘度〗条件粘度是在规定温度下，在特定的粘度计中，一定量液体流出的时间(s)；或者是此流出时间与在同一仪器中，规定温度下的另一种标准液体(通常是水)流出的时间之比。
根据所用仪器和条件的不同，条件粘度通常有下列几种：(1) 恩氏粘度试样在规定温度下从恩氏粘度计中流出200mL所需的时间与20℃的蒸馏水从同一粘度计中流出200mL所需的时间之比，用符号E t表示。
黏度测定法
黏度测定法_（中国药品检验标准操作规范）_（2010年版）黏度测定法1 简述黏度系指流体对流动的阻抗能力，《中国药典》2010年版二部附录ⅥG中以动力黏度、运动黏度或特性黏数表示。
液体以1cm/s的速度流动时，在每1cm2平面上所需剪应力的大小，称为动力黏度η，以Pa·s为单位。
在相同温度下，液体的动力黏度与其密度（kg/m3）的比值，再乘以10-6，即得该液体的运动黏度[ν]，以mm2/s为单位。
高聚物稀溶液的相对黏度的对数值与其浓度的比值，称为特性黏数[η]。
第一法用平氏黏度计测定运动黏度或动力黏度1 简述1.1 本法系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，以求得液体的运动黏度或动力黏度。
1.2 本法适用于测定牛顿流体（如纯液体和低分子物质的溶液）的动力黏度或运动黏度。
2 仪器与用具2.1 平氏黏度计（见《中国药典》2010年版二部附录ⅥG中的附图1），毛细管内径有0.8mm±0.05mm，1.0mm±0.05mm，1.2mm ±0.05mm，1.5mm±0.1mm或2.0mm±0.1mm多种，可根据各品种项下规定选用（流出时间应不小于200s）。
2.2 恒温水浴直径30cm以上、高40cm以上的玻璃缸或有机玻璃缸，附有电动搅拌器及电热装置，除另有规定外，恒温精度±0.1℃。
2.3 温度计分度0.1℃，经周期检定。
2.4 秒表分度0.2s，经周期检定。
3 操作方法3.1 黏度计的清洗和干燥取黏度计，置铬酸洗液中浸泡2h以上（沾有油渍者，应依次先用三氯甲烷或汽油、乙醇、自来水洗涤晾干后，再用铬酸洗液浸泡6h以上），自来水冲洗至内壁不挂水珠，再用水洗3次120℃干燥，备用。
3.2 按各品种项下规定的测定温度调整恒温水浴温度。
3.3 取黏度计，在支管F上连接一橡皮管，用手指堵住管口2，倒置黏度计，将管口!插入供试品（或供试溶液）中，自橡皮管的另一端抽气，使供试品充满球C与A并达到测定线m2处，提出黏度计并迅速倒转，抹去黏附于管外的供试品，取下橡皮管接于管口1上，将黏度计垂直固定于恒温水浴中，并使水浴的液面高于球C的中部，放置15min后，自橡皮管的另一端抽气，使供试品充满球A并超过测定线m1，开放橡皮管口，使供试品在管内自然下落，用秒表准确记录液面自测定线m1下降至测定线m2处的流出时间；依法重复测定3次以上，每次测定值与平均值的差值不得超过平均值的±5%。
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牛顿实验: 流体具有黏性
本实验中从毛细管(d =0.55mm)流出的高分 子稀溶液可以看作牛顿流体，属于层流。
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牛顿流体：水和空气，小分子溶液
非牛顿流体：聚合物流体，生物体，食品
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“黏度”小结
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谢谢您的聆听和支持！
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容量瓶的使用：6忌 （加水过刻度）
移液的操作：左手拿洗耳球，右手拿移液管 （
50%以上的学生拿反）
乌什黏度计的使用：关注黏度计的固定(5%黏度
计被夹子 夹破；5%黏度计被搅拌器碰破）关注
黏度计毛细管的清洗（20%黏度计堵塞）；
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8个知识点
1. 流动现 8. 实验 操作 象与流体
2. 流体的 分类
7. 黏度法 测分子量
黏度的测 定及应用
3. 什么是 黏度
6. 高分子 分子量 5. 黏度的 测定
4. 黏度与 生活
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1. 溶液混合均匀？ 2. 黏度计保持垂直？ 3. 洗耳球抽提液体时 ，气泡进入体系？
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3. 测定5g/L溶液的流出时间 三次，取平均值。
t1, t2, t3
左手拿洗耳球， 右手拿移液管
d =0.55mm
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为什么要相同？ 4. 论述黏度与温度、压力、溶液组成的关系，黏度与物质 分子结构的关系。
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实验背景
雷诺（O.Reynolds，1842－1912）
牛顿（I. Newton，1643－1727）
英国剑桥双杰
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现代化学实验与技术
实验名称: 黏度的测定及其应用
实验学时: 5
实验类型：基础性实验
主讲教师: 易菊珍 副教授
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参考文献
1、陈六平，邹世春主编。现代化学实验与技术.北京：科学出 版社，2007，255-256 2、杨海洋，朱平平，任峰等. 粘度法研究高分子溶液行为的
实验改进. 化学通报. 1999, (5): 47-49
3、李晓东. 粘度法测高分子化合物相对分子质量实验结果讨 论. 大学化学. 2001, 16(6): 48-50
4. 同理测定稀释后的4种溶液的流出时间 。
表1 聚乙烯醇水溶液黏度实验结果记录与数据处理表
V溶剂 /mL
c ' / gL-1
0 1
5 2/3
5 1/2
10 1/3
10 1/4
t1 , t 2 , t 3 /s
t/s
1 、每种溶液的
锥形瓶
两次流出时间
误 差 超 过 0.4 秒 的原因？
乌氏粘度计 恒温槽
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雷诺数:
Re≤2000;
Re ≥4000
判断依据：
Re
du
管径d
流速u
密度 ρ 黏度η
表征流体运动中惯性作用和黏性作用相对大小的无因次数
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值得探讨的问题
1. 影响毛细管法测定液体黏度的因素是什么？
3. 使用奥氏黏度计时，加入的标准液体与被测液体的体积
5. 测量溶液完毕，将黏度计洗干净，再测定溶剂的流出时间。
残留高分子 干燥后会堵 塞毛细管, 无法洗干净!
6. 所有测量完毕，将黏度计及移液管洗干净，放回烘箱干燥.
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锥形瓶
溶剂
恒温槽
黏度计保持垂直状态
乌 氏 粘 度计
黏度计G球浸没
黏度计勿被夹子 夹破
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实验仪器和试剂
实验内容
5g/L溶液
溶剂
恒温装置, 移液装置, 乌什黏度计,秒表
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实验思考
如果时间许可： 本实验如何改进？ • 密度的测定
• 计时的误差
pr 4t
8 Vl
同一毛细管
1 p1t1 h1 = h2 2 p2t 2
1 1 t1 2 2t 2
ρ1 = ρ2 1 t1 2 t2
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2. 流体的黏性实验 （层流）
F
牛顿粘性定律
f
du f A dz
切应力:粘性力
f du A dz
流体的切应力τ 与剪切变形速率成正比， μ= / γ = 常数. -----牛顿流体
当速度梯度等于零时，即当流体处于静止状态或以相同速度运动 ( 流层间 没有相对运动)时，内摩擦力等于零，流体的黏性作用表现不出来。 μ= 0时，流体没有黏性----理想流体
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黏度：全称是“动力黏度”, 反映了外力作用下发生变形（流 动）的流体因抵抗变形而产生的相邻两流体层间的内摩擦力。
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1、雷诺试验：流动现象
C
(a)
层流
墨水流线
A D
过渡流
(b)
B
玻璃管
湍流
(c)
黏性：阻滞流动的性质
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黏度测定
0 1 5 2/3 5 1/2 10 1/3 10 1/4
表1 聚乙烯醇水溶液黏度实验结果记录与数据处理表