流体粘度及流变性测定实验
流变仪法测定塑料的流变性能实验指导
实验二流变仪法测定塑料熔体的流变性能一、实验目的1.了解转矩流变仪的结构与测定聚合物流变性能的原理。
2.熟悉并掌握在转矩流变仪上测定剪切应力、剪切速率、粘度的方法。
二、实验原理毛细管流变仪是研究聚合物流变性能最常用的仪器之一，具有较宽广的剪切速率范围。
毛细管流变仪还具有多种功能，既可以测定聚合物熔体的剪切应力和剪切速率的关系，又可根据毛细管挤出物的直径和外观及在恒应力下通过改变毛细管的长径比来研究聚合物熔体的弹性和不稳定流动现象。
这些研究为选择聚合物及进行配方设计，预测聚合物加工行为，确定聚合物加工的最佳工艺条件（温度、压力和时间等），设计成型加工设备和模具提供基本数据。
聚合物的流变行为一般属于非牛顿流体，即聚合物熔体的剪切应力与剪切速率之间呈非线性关系。
用毛细管流变仪测试聚合物流变性能的基本原理是：在一个无限长的圆形毛细管中，聚合物熔体在管中的流动是一种不可压缩的粘性流体的稳定层流流动，毛细管两端分压力差为ΔP，由于流体具有粘性，它必然受到自管体与流动方向相反的作用力，根据粘滞阻力与推动力相平衡等流体力学原理进行推导，可得到毛细管管壁处的剪切应力τ和剪切速率γ&与压力、熔体流率的关系。
τ=RΔP/2L γ=4Q/πR3ηa =πR4ΔP/8QL式中R－毛细管半径，cm；L－毛细管长度，cm；ΔP－毛细管两端的压差，Pa；Q－熔体流率，cm3/s；ηa－熔体表观粘度，Pa·s。
在温度和毛细管长径比L/D一定的条件下，测定不同压力ΔP下聚合物熔体通过毛细管的流动速率Q，可计算出相应的τ和γ&，将对应的τ和γ在双对数坐标上绘制τ－γ流动曲线图，即可求得非牛顿指数n和熔体表观粘度ηa。
改变温度和毛细管长径比，可得到代表粘度对温度依赖性的粘流活化能Eη以及离模膨胀比B等表征流变特性的物理参数。
大多数聚合物熔体是属非牛顿流体，在管中流动时具有弹性效应、壁面滑移等特性，且毛细管的长度也是有限的，因此按以上推导测得的结果与毛细管的真实剪切应力和剪切速率有一定的偏差，必要时应进行非牛顿改正和入口改正。
实验一 恒温槽调节及粘度的测定
实验一恒温槽调节及粘度的测定恒温槽调节及粘度的测定实验是化学基础实验中的一种，该实验涉及恒温槽的使用以及粘度的测定。
本文将对实验中的步骤和注意事项进行介绍。
一、实验原理粘度是描述流体阻力特性的物理量，它是指液体流动时，流体分子间相互作用所产生的阻力。
在该实验中采用的是旋转流变仪来测量液体的粘度。
旋转流变仪通过旋转粘度计，使样品在两个圆柱体上的剪切应力下发生形变，然后测量其形变的变化，从而计算出其粘度。
二、实验步骤1.将恒温槽插入电源插座，然后打开电源开关，插入温度探头，接通控制仪电源，并设置所需的温度。
2.将旋转粘度计插入旋转流变仪，并调整粘度计的高度，使其与底盘平行。
3.将试样装入旋转流变仪中的采样接口，并转动控制仪，按下开始键，使旋转粘度计旋转并产生剪切应力。
4.测量流量计的流量，记录时间，并用微量移液管将样品注入旋转粘度计中。
5.等待数据稳定，记录测量值，然后用试样剩余的样品进行重复测量。
计算平均值。
6.重复以上步骤，测量不同温度下的粘度值，并进行数据记录。
三、注意事项1.在实验中，试样必须完全填充旋转粘度计，并保证其在测试过程中保持稳定。
2.在测量时，应逐渐增加旋转粘度计的转速，以避免试样受到过大的剪切应力，导致测试结果的不准确。
3.在测试过程中应保证温度的稳定，避免影响测量结果。
4.注意旋转流变仪的使用方法，并避免产生转动过快或过慢的情况。
5.在测量后，应及时清洗旋转粘度计，清除所有残留物。
总结：恒温槽调节及粘度的测定实验是一项需要耐心和细心的实验。
在实验中需要注意温度稳定、样品装入、转速控制等方面的问题。
在实验中保持良好的记录和规范的实验操作，可以得到准确的测量值。
中国石油大学华东-渗流实验-流体粘度及流变性测定实验报告
中国石油大学渗流物理实验报告实验日期：成绩: 班级：石工学号：姓名：教师：同组者：流体粘度及流变性测定实验一．实验目的1、学会旋转粘度计使用方法，测定脱气原油在不同温度和剪切速度下的粘度。
2、掌握粘度随温度变化的规律。
3、学会使用毛细管粘度计测量流体的粘度，掌握粘度计算过程。
二．实验原理1、动力粘度：动力粘度是指作相对运动的两液层间单位面积上的内摩擦力τ与速度梯度的比值，即：μ=τdvdy⁄式中,μ—液体的动力粘度，Pa*s;τ—剪切应力，N/m^2;dv/dy—相距为dy的两液层间的速度梯度，1/s。
测定脱气原油或水的粘度的方法有：毛细管粘度计法和旋转粘度计法等。
2、旋转粘度计：旋转粘度计由电机经变速带动转子作恒速转动。
当转子在某种液体中旋转时,液体会产生作用在转子上的粘性力矩。
液体的粘度越大,该粘性力矩越大;反之液体的粘度越小,该粘性力矩也越小。
该作用在转子上的粘性力矩由传感器检测出来,经仪器所带的微电脑处理后,可得出被测液体的粘度。
3、毛细管粘度计：毛细管粘度计用于测试脱气液体在某一温度下、低流速下的粘度。
由于地层条件下石油的流动速度很低，因此，毛细管粘度计测得的粘度可直接用于地下渗流计算（含气原油粘度需由脱气原油粘度计算得到，或由其他测试方法得到）。
三．实验流程1．旋转粘度计结构图试验中还包括超级恒温水浴。
2、毛细管粘度计结构图四．实验步骤1．旋转粘度计操作步骤（1）预热10 min.（2）将转子连接到粘度计上，按左旋方向紧（注意保护转子）。
（3）按“ENTER”键开始实验。
当扭矩超过100%，屏幕显示“EEEE”，，此时应减小转速，或更换小转子；当扭矩低于10%时，应增大转速，或更换大转子。
（4）当示数稳定后记录数据，读取粘度、扭矩值等。
（5）实验结束后，按“ON/OFF”键关闭底座背面开关，清理实验仪器和实验台。
2、毛细管粘度计操作步骤（1）在内径符合要求的清洁干燥的毛细管粘度计的支管6上套上橡皮管，并用手指堵住管身7的管口，同时倒置粘度计将管身4插入待测石油产品中，然后利用吸耳球、水流泵或其他真空装置将液体吸到标线b，注意不要使管4、扩张部分2和3中的液体产生气泡或裂隙。
流体材料研究中的流动性分析
流体材料研究中的流动性分析引言流体材料研究是材料科学的重要分支之一，它涉及到各种液体和气体的性质研究及应用开发。
在流体材料研究中，流动性的分析是非常重要的，因为流动性直接影响着材料的加工、运输和应用性能。
本文将重点介绍流体材料研究中流动性分析的方法和技术，包括流体的黏度测量、流变学分析和计算流体力学模拟等。
一、流体的黏度测量黏度是流体材料流动性的量度，它描述了流体内部分子或分子团的内聚力和流动阻力。
黏度的测量对于流体材料的研究至关重要，它不仅可以用于判断流体的流动性，并且可以通过调整黏度来改变流体的流变性能。
在流体的黏度测量中，常用的方法包括：•粘度计法：通过测量流体在外力作用下流动的速度和阻力来计算流体的黏度。
常见的粘度计有柱体式粘度计、圆锥式粘度计和管流式粘度计等。
这些粘度计通过不同的原理来测量流体的黏度，具有测量范围广、精度高等特点。
•旋转粘度计法：通过测量流体在旋转圆柱或盘片上的剪切力和剪切速率的关系来计算流体的黏度。
旋转粘度计常用的有圆盘式粘度计、圆柱式粘度计和正交旋转粘度计等。
这些粘度计通过旋转试样和测量扭矩来得到流体的剪切应力和剪切速率，从而计算流体的黏度。
•时间-温度超越法：通过测量流体在不同温度下的粘度来得到流体的粘度随时间和温度的变化规律。
这种方法适用于高分子流体材料的研究，可以探究流体分子在不同温度下的转变和运动规律。
二、流变学分析流变学是研究流体变形和流动规律的学科，它是流体材料研究中重要的工具之一。
流变学分析可以揭示流体的流变性能、流变模型和流变参数等信息，为流体材料的设计和应用提供重要的参考。
在流变学分析中，常用的技术包括：•剪切流变学分析：通过施加剪切应力并测量剪切应变，来研究流体的流变性能。
剪切流变学分析可以通过剪切应力-剪切应变曲线来获取流体的应力-应变关系，进而得到流体的黏塑性、流变模型和流变参数等信息。
•拉伸流变学分析：通过施加拉伸应力并测量拉伸应变，来研究流体在拉伸条件下的流变性能。
钻井液流变性测定
中国石油大学钻井液工艺原理实验报告实验日期：2011/4/26 成绩：班级：学号：姓名：教师：同组者：实验一钻井液流变性测定一 .实验目的1. 掌握六速旋转粘度计的应用方法。
2. 掌握如何判断钻井液的流型及对应流变参数的计算方法。
3. 比较各流变模式与实际流变曲线的吻合程度，弄清各种模式的特点。
4. 掌握钻井液增粘剂及降粘剂对钻井液流变性的影响。
二.实验原理1. 旋转粘度计工作原理电动机带动外筒旋转时，通过被测液体作用于内筒上的一个转矩，使与扭簧相连的内筒偏转一个角度。
根据牛顿内摩擦定律，一定剪功速率下偏转的角度与液体的粘度成正比。
于是，对液体粘度的测量就转换为内筒的角度测量。
2. 流变曲线类型、意义。
流变曲线是指流速梯度和剪切应力的关系曲线。
根据曲线的形式，它可以分为牛顿型、塑性流型、假塑性流型和膨胀性流型。
为了计算任何剪切速率下的剪切应力，常用的方法是使不同流变模式表示的理想曲线逼近实测流变曲线，这样，只需要确定两个流变参数，就可以绘出泥浆的流变曲线。
牛顿模式反映的牛顿液体，其数学表达式为：τ =η·D宾汉模式反映的是塑性液体，其数学表达式为：τ =τ 0 +ηp·D指数模式反映的是假塑性流体，其数学表达式为：τ =K·D n 或 Lgτ =lgK + n·lgD卡森模式反映的是一种理想液体，其数学表达式为：τ1/2 =τ1/2 c +η1/2∞ .D1/2实际流变曲线与那一种流变模式更吻合，就把实际液体看成那种流型的流体。
三. 实验仪器及药品实验仪器：ZNN-D6 型旋转粘度计；高速搅拌器。
实验仪器使用要点：1.检查好仪器，要求；①刻度盘对零。
若不对零，可松开固定螺钉调零后在拧紧。
②检查同心度。
高速旋转时，外筒不得有偏摆。
③内筒底与杯距不低于1.3cm。
2.校正旋转粘度计①倒350m1 水于泥浆杯中，置于托盘上，上升托盘，使液面与外筒刻度线对齐，拧紧托盘手轮。
物理化学粘度法教案中的粘度与流体的流变性
物理化学粘度法教案中的粘度与流体的流变性粘度是物理化学中一个重要的参数，它描述了流体内部的内聚力和黏滞性。
粘度可以通过实验手段进行测量，常用的方法是粘度法。
本文将介绍物理化学粘度法教案中的粘度与流体的流变性。
一、粘度的定义与测量原理粘度是流体内部相对运动时的内聚力作用的表征，它反映了流体的阻力大小。
在物理化学中，粘度可以通过粘度计进行测量。
粘度计是一种测量流体粘度的设备，它利用流体的黏滞性来测定其粘度值。
常见的粘度计有旋转式粘度计和球式粘度计。
旋转式粘度计通过测量在不同的转速下旋转的转子与流体之间的摩擦力来计算粘度值。
球式粘度计则是通过测量流体中小球下落时受到的阻力来计算粘度值。
二、粘度与流体的流变性流体的流变性指的是流体在受外力作用下产生的变形行为。
不同的流体表现出不同的流变性，粘度是衡量流体流变性的重要指标。
1. 粘弹性流体粘弹性流体具有同时具备粘性和弹性的特点。
在外力作用下，粘弹性流体既能流动又能恢复原状。
典型的粘弹性流体是溶胶和凝胶体系。
2. 纯粘性流体（牛顿流体）纯粘性流体的粘度不随剪切应力的大小而改变，即流体的粘度与剪切速率无关。
常见的水和气体就是典型的纯粘性流体。
3. 塑性流体塑性流体是在一定剪切应力下才能产生流动的流体。
只有超过一定的剪切应力阈值，流体才能流动。
例如，巧克力、蜂蜜等。
4. 剪切稀化流体剪切稀化流体是指在外力作用下，流体的粘度会随着剪切速率的增加而减小的特殊流体。
典型的剪切稀化流体是淀粉浆料。
5. 剪切增稠流体剪切增稠流体是指在外力作用下，流体的粘度会随着剪切速率的增加而增加的特殊流体。
典型的剪切增稠流体是胶体体系。
三、粘度在实际应用中的意义粘度在工业生产和科学研究中具有广泛的应用。
下面列举了一些实际应用场景：1. 润滑剂的选择粘度是选择润滑剂的重要考虑因素之一。
不同设备和机械部件对润滑剂的要求不同，因此需要选择合适具有适当粘度的润滑剂。
2. 油漆涂料的流变性与施工性能油漆涂料的流变性能直接影响其施工性能和涂膜质量。
粘度法测定聚乙二醇实验报告
粘度法测定聚乙二醇实验报告目的：掌握粘度测量的方法及应用，熟悉聚乙二醇的粘度测量方法。
原理：粘度是流体内部存在的阻力，不同粘度的液体在相同的温度和相同的条件下，流动速度不同。
粘度测定是采用一个流体通过一定的管道或孔口时，所受到的阻力来测量流体内部存在的阻力大小和流体粘度的一种方法。
实验中采用 Ubbelohde 粘度计进行测量，该粘度计是通过让粘度试样流经 Ubbelohde 粘度计的毛细管，在同一温度下测试出流量的大小，从而得到粘度。
材料：聚乙二醇（PEG-400）、丙酮、乙酸乙酯、Ubbelohde 粘度计、定温水浴、移液器、天平、玻璃棒等。
实验步骤：1. 取适量聚乙二醇（PEG-400）、丙酮和乙酸乙酯称重，分别为2.5 g，加入三个干净的烧杯中。
3. 分别将三种试样倒入三个 Ubbelohde 粘度计中，Ubbelohde 粘度计液位高度应在20~30cm 之间。
4. 用定温水浴将三个 Ubbelohde 粘度计置于水浴中（温度应为25±0.1℃），恒温10min。
5. 将试样转移到粘度计的毛细管中，并打开闸门，计时器记录在规定时刻内粘度计中的液位变化。
6. 每组实验重复 3 次，并计算出平均值。
7. 将计算的数据填写入数据处理表格中，计算出相应的粘度值，并进行比较分析。
结果：分别测定了聚乙二醇在丙酮和乙酸乙酯溶剂中的粘度值，得到如下表格：| 试样 | 流量时间（s） | 测定粘度值（mPa·s） || ---- | ---- | ---- || 聚乙二醇+丙酮 | 69.6、69.7、69.8 | 58.29、58.32、58.35 || 聚乙二醇+乙酸乙酯 | 406.8、407.2、407.5 | 339.6、339.8、340.1 |由表格可知，聚乙二醇在丙酮中的粘度值要比在乙酸乙酯中的粘度值小得多，这是因为乙酸乙酯的极性较强，分子间作用力较大，在相同条件下容易形成氢键和范德华力，降低了分子的流动性。
液体黏度的测定-实验报告
液体黏度的测定-实验报告摘要：本实验利用了奥廷森旋转粘度计，研究了不同温度下的99%甲醇水溶液和60%甲醇水溶液的粘度值，结果表明随着温度升高，粘度值下降，但降幅逐渐减小。
通过实验数据的处理，得出了两种甲醇水溶液的阿雷尼斯流变方程，并比对了两种溶液的黏度值差异，得出了结论。
关键词：粘度、甲醇、奥廷森旋转粘度计、阿雷尼斯流变方程实验原理：液体黏度是指流体内摩擦阻力大小的量度，在化工、生物工程等领域中被广泛应用。
本实验中采用奥廷森旋转粘度计（Ostwald Viscometer）来测定两种不同浓度的甲醇水溶液的粘度。
奥廷森旋转粘度计利用了运动规律与流体黏度密切相关的萨斯塔拉流体运动原理。
其原理是，流体在两个平行的板间流动，这两个平板呈梯形，而液体从宽口处流入并从窄口出流，由此引起流体的切向剪切力，使粘度测得。
流体黏度的数值与液体流体作用力、剪极限值以及所在流体物性等因素都有关系。
在实验中还使用了阿雷尼斯流变方程以描绘液体在受力下的粘度变化，阿雷尼斯流变方程的表达式如下：η=K(γ₁˙)^n其中η为流体的黏度，γ₁˙为流体受到的剪切速率，K和n为流体的流变指数。
实验步骤：1. 准备两种不同浓度的甲醇水溶液，分别为99%的甲醇水溶液和60%的甲醇水溶液。
2. 在温度计器上测定实验室的室温。
3. 取一定量液体放入奥廷森旋转粘度计上方的液体周期管内。
4. 将周期管下端清洗干净，缓慢逆时针旋转期管，使周期管中的液体充分下降，观察液面的下降量和时间，记录初始读数和末端读数。
5. 通过所记录的液面下降的距离、时间、液体的密度和液体周期管的内径，计算出液体的粘度值。
6. 重复以上的实验步骤，记录不同温度下的粘度值。
实验结果：| | T/℃ | 99%甲醇水溶液 | 60%甲醇水溶液 || :--------: | :--: | :------------------: | :------------------: || 初始读数 | 25 | 0.448 | 1.147 || 2min | 35 | 0.439 | 1.047 || 2min | 45 | 0.423 | 0.934 || 2min | 55 | 0.406 | 0.827 |分析与讨论：在实验中，所使用的两种甲醇水溶液在不同温度下的粘度值随着温度升高而下降。
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中国石油大学油层物理实验报告
实验日期： 2014.10.8 成绩：
班级： 石工12-7班 学号： 12021307 姓名： 李东杰 教师： 付帅师 同组者： 李威昌 吴志勇
流体粘度及流变性测定实验
一、实验目的
1．学会旋转粘度计使用方法，测定脱气原油在不同温度和剪切速度下的粘度；
2
．掌握粘度随温度变化的规律。
二、实验原理
1.毛细管粘度法
液体粘度分为动力粘度和运动粘度，动力粘度是指做相对运动的两液层间单位面积上的内摩擦力τ与速度梯度的比值，即：μ=τ/(dv/dy) 式中 μ——液体的动力粘度，Pa •s τ——剪切应力，N/m ²;
dv/dy ——相距为dy 的两液层间的速度梯度，1/s 。
当式（2-3-1）中各参数的单位采用CGS （厘米-克-秒）制单位时，粘度的单位为泊，符号为P 。
常用粘度单位为mPa •s ，各粘度单位间的转换如下： 1 mPa •s=0.001Pa •s 1P=100cP(厘泊) 1cP=1 mPa •s
运动粘度是指在相同的温度下流体的动力粘度与其密度的比值，单位为m ²/s,在CGS 制单位下为cm ²/s 。
2、旋转式粘度计法
旋转粘度计由电机经变速带动转子作恒速转动。
当转子在某种液体中旋转时，液体会产生作用在转子上的粘性力矩。
液体的粘度越大，该粘性力矩越大；反之，液体的粘度越小，该粘性力矩也越小。
该作用在转子上的粘性力矩由传感器检测出来，经仪器所带的微电脑处理后，可得出被测液体的粘度。
三、实验流程
四、实验操作步骤
<1>、毛细管粘度计法 ：
测定石油产品的动力粘度时所用的主要仪器为毛细管粘度计，测定动力粘度初用毛细管粘度计外，还需要用带透明壁或装有观察孔的恒温浴，其水面高度不小于180mm ，容积不小于2L ，并附带自动搅拌器和一种能准确调节温度的电热装置（最好同时采用温度调节器）。
除此之外，需要用的其它测试仪器有：温度计，分度为0.1℃，范围为0~50℃或50~100℃ ；秒表，用于计量液体在粘度计中的下落时间；比重计，用于测定液体的密度
<2>、旋转式粘度计法：
1．将脱气原油置于直径不小于70mm ，高度不低于125mm 的双层杯中。
2．通过水浴准确控制原油的温度。
3．调整仪器水平：将仪器的水准器气泡调至居中。
4．估计原油的粘度范围，选择适宜的转子和转速。
若估计不出原油的大致粘度时，应视为较高粘度。
选用由小到大的转子（转子号由高到低）和由慢到快的转速。
原则上高粘度的液体选用小转子（转子号高）；低粘度的液体选用大转子（转子号低），快转速。
为保证测量精度，测量时量程百分比读数应在10%～100%之间。
如测量显示值闪烁，表示溢出或不足，应更换量程。
5．缓慢调节升降旋钮，调整转子在原油中的高度，直至转子的液面标志（凹槽中部）和液面相平为至。
6．选择好转子和转速档位后，按“确定”键，转子开始旋转，仪器开始进行测量。
五、实验数据处理
1.毛细管粘度法：
编号：25 φ：0.8 C ：0.03375 ρ：0.8385g/cm 3 t 1=153.1 s t 2=151.2 s t 3=152.1 s t 4=151.9 s
t =（t 1+ t 2+ t 3+ t 4）÷4=152.1 s
t C ρμ= =1.15203375.08385.0⨯⨯=4.304 mPa ·s
2、旋转式粘度计法
表1 液体粘度及流变性测定原始记录
由图可得随温度升高，粘度值降低的很快，说明粘度受温度影响很大。
因为温度升高，分子间距离增大，同时分子热运动速度增大，分子间引力减小，粘度降低。
热力采油利用升高温度进而大幅度降低原油粘度原理来提高采收率。
六、小结
通过这次实验，我学会了旋转粘度计的使用方法，并且能够测定脱气原油在
不同温度和剪切速度下的粘度，从而掌握粘度随温度变化的规律。
这次实验温度
跨度约为10度左右，要注意通过热水循环来调节原油温度，加热一定要充分。
通过与同学之间的合作，我们小组较顺利的完成了实验，感觉收获颇丰。
最后感
谢老师的详细讲解和悉心指导。