奥氏、乌氏毛细管粘度计的工作原理
乌氏粘度计原理
乌氏粘度计原理
乌氏粘度计是一种常见的粘度测量仪器，它基于滴落液体的细管流动原理。
具体原理如下：
1. 原理介绍：
乌氏粘度计由一个长细玻璃管组成，玻璃管的一端连接一个小孔，容易使药液以一定速度从这个孔中滴下。
药液的滴流时间与药液的粘度成相关。
2. 测量流程：
将待测液体通过温度控制器调节到规定温度，使得待测液体的温度符合要求。
然后通过药液的预热器加热至与待测液体温度相同，并使其出流速度与液滴速度相同。
将预热液体放入主容器中，打开滴液装置的开关，使药液从孔中滴下，并开始计时。
测量液滴经过标记线的时间（单位为秒），即为液体的流动时间。
3. 计算粘度：
根据乌氏定理，同一液体在同样条件下的两个滴液时间之比与液体粘度成正比。
通常乌氏粘度计选择水作为基准液体，将其滴流时间定义为1乌氏度（1u）。
通过测量待测液体的滴流时间，然后与水的滴流时间相比较，可以计算出待测液体的相对粘度。
4. 粘度单位
乌氏粘度计一般使用乌氏度（u）作为粘度的单位，它表示衡
量液体流动阻力的大小，数值越大代表粘度越高。
根据测量结果，可以将待测液体的粘度与标准液体进行比较，从而得出液体的粘度级别。
乌氏粘度计单位
乌氏粘度计单位乌氏粘度计是一种用来测量液体粘度的仪器，它使用乌氏粘度单位来表示液体的粘度大小。
乌氏粘度单位是指以乌氏粘度计为基准测量出的液体粘度值。
乌氏粘度计是由法国工程师Eugene Ubbelohde在19世纪末发明的。
它的原理是通过测量液体在特定温度下通过一个细管流动所需的时间来确定粘度。
乌氏粘度计通常由一个U形玻璃管组成，两端分别装有注射器和液体收集器。
液体通过注射器注入玻璃管，然后通过重力作用自由流动。
通过测量液体通过细管所需的时间，可以计算出液体的粘度值。
乌氏粘度单位通常用于测量液体的动力粘度，即液体内部分子之间的摩擦力。
乌氏粘度单位的定义是在特定温度下，通过乌氏粘度计所需的时间与水通过同一粘度计所需的时间之比。
通常，乌氏粘度单位被表示为cSt（厘斯托克），1cSt等于1毫米²/秒。
乌氏粘度计的读数是通过将液体的流动时间与标准溶液的流动时间进行比较得出的。
乌氏粘度计单位具有以下特点和优点：1. 易于使用：乌氏粘度计的使用非常简单，只需要将液体注入粘度计中，测量液体通过细管所需的时间即可得到粘度值。
2. 精确度高：乌氏粘度计通过比较液体流动时间与标准溶液流动时间的比值来计算粘度值，能够提供相对准确的粘度测量结果。
3. 广泛适用性：乌氏粘度计可以用于测量各种类型的液体，包括油、溶剂、树脂等。
4. 温度控制：乌氏粘度计通常需要在特定的温度下进行测量，因此可以通过控制温度来获得更准确的粘度值。
乌氏粘度计单位在工业生产和科学研究中具有广泛的应用。
在液体流体力学研究中，粘度是一个重要的参数，可以用来描述液体的流动性质。
乌氏粘度计可以帮助工程师和科学家了解液体的粘度特性，从而为液体的加工、运输和储存等过程提供参考和指导。
此外，乌氏粘度计还可以用于质量控制和产品检验，确保产品的质量符合标准要求。
乌氏粘度计单位是一种常用的测量液体粘度的方法，它通过测量液体在特定温度下通过细管流动所需的时间来确定粘度值。
乌氏粘度计
乌氏粘度计1概述在前面的第三章中，介绍了压力型毛细管粘度计。
本章将要介绍的乌氏粘度计（UbbeloHde Viscometer ），是一种重力型的毛细管粘度计，是基于相对测量法的原理而设计的。
也即依据液体在毛细管中的流出速度来测量液体的特性粘度（也称为极限粘度）。
与其他重力型粘度计相比，它是属于悬挂液柱型粘度计。
图1为一个普通的三支管玻璃乌氏粘度计。
它具有一根内径为R ，长度为L 的毛细管，毛细管上端有一个体积为V 的小球，小球上下有刻线a 和b 。
它是由奥氏粘度计改进而来的。
为了便于说明乌氏粘度计的特点，我们将它与奥氏粘度计作一个比较。
图2所示为奥氏粘度计。
从图中可以看出，乌氏粘度计与奥氏粘度计最大的区别是它多了一根支管C ，而这就使两者的测试性能完全不同。
在实验中由A 管向B 管抽溶液时，C 管密闭；随后将C 管通大气，这样毛细管下端的液面下降。
毛细管内流下的液体形成了一个气承悬液柱，出毛细管下端时，将沿管壁流下。
这样可以避免出口处产生湍流的可能，而且等效平均液柱高h （即为悬液柱的高度）同A 管内液面的高低无关。
而对于奥氏粘度计，其等效平均液柱高h 则是A 、B 两管的液面差，显然在液体从毛细管流出的过程中，h 的值是不断变化的。
这样测试的结果就还受到A 管液面的影响。
因此在稀释法测定特性粘数的实验中，乌氏粘度计特别方便。
图1 乌氏粘度计 图2 奥氏粘度计随着技术的改进，目前世界上已有不少国家可以生产自动乌氏粘度计。
图3是自动乌氏粘度计的示意图。
在a 和b 之间的测试架的一侧装有一对红外发光管，另一侧装有一对光电接收管，当毛细管的流体由于运动遮挡红外光束时即会产生一电信号， 从而实现了自动分析，图4为其工作的原理示意图。
BCABAa b a bLD D图4 自动乌氏粘度计工作原理示意图2 测试原理与方法2.1基本原理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r η来表示。
乌氏粘度计
第八章乌氏粘度计图8-1乌氏粘度计图8-2奥氏粘度计图8-4为其工作的原理示意图。
图8-3 自动乌氏粘度计BCABAa b a bLD D图8-4自动乌氏粘度计工作原理示意图8-2测试原理与方法 8-2.1基本原理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r η来表示。
0/ηηη=r ，其中，0η为纯溶剂的粘度，η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r η将增大。
（2） 增比粘度（粘度相对增量）增比粘度用sp η表示，是相对于溶剂来说溶液粘度增加的分数：11000-=-=-=r sp ηηηηηηη 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CCr sp1-=ηη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。
测试架 电源 信号处光 耦计算机 光 耦电磁阀 气泵打印机（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CCrC spC ηηηln limlim][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。
乌氏粘度计的原理及使用-JAW-20131030
ηsp= (η-η0)/η0 = η/η0-1 = ηr-1 >0 ηr=η/η0 >1
符号
名称与物理意义
0
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。 相对粘度，η r=η /η 0，溶液粘度对溶剂粘度的相对值。 增比粘度，η sp= (η －η 0)/η 0 = η /η 0–1 = η r –1，反映 了高分子与高分子之间，纯溶剂与高分子之间的内摩擦效应 。 比浓粘度，单位浓度下所显示出的粘度 。 特性粘度，反映了高分子与溶剂分子之间的内摩擦 。
0.3-1 0.6-3 1-5 2-10 6-30 10-50 20-100 60-300
根据乌氏粘度计算绝对粘度（或叫运动粘度）公式：[η ]=Aρ t
现在测耐高温PA的乌氏粘度计的粘度计常数为0.08592mm2/S2
测试样品（5g/L）时间为190.43s，ρ 看作1 所以， [η ]=0.08592×1×190.43=16.36（mm2/S） 同样，可以看出在[η ]一定时，A越大，t就越小。 毛细管越粗，其A越大。
ln r lim lim [ ] c 0 c c 0 c
sp
PA11一点法公式：
每次稀 释2-10ml 稀释型乌氏黏度计也 叫1836乌氏粘度计。 非稀释型乌氏粘度计 有2种，分别为1834和 1835乌氏粘度计。 1834毛细管 内径 (mm) 1835毛细管 内径 (mm)
乌氏粘度计的原理及使用
王忠强
目录
• • • • • • • 粘度种类 如何选择乌氏粘度计 如何通过乌氏粘度计得到特性粘度 如何配置合适的样品浓度 如何使用乌氏粘度计 测量注意事项及遇到问题 如何使用特性粘度计算软件
奥氏粘度计粘度测量方法
奥氏粘度计粘度测量方法1.引言1.1 概述奥氏粘度计是一种常用的粘度测量仪器，用于测量液体的黏度。
粘度是指流体的内摩擦力，也可以理解为液体的黏稠程度。
粘度的测量对于很多工业和科学领域都非常重要，例如化工、石油、食品等行业。
奥氏粘度计通过测量流体在流动中阻力的大小，来确定流体的粘度。
在奥氏粘度计中，流体被置于两个旋转的圆柱壳体之间，通过测量驱动液体通过这两个圆柱之间的压力差，来计算粘度。
本文将详细介绍奥氏粘度计的粘度测量方法。
首先，我们将先介绍奥氏粘度计的原理和工作原理，以便读者能够更好地理解该仪器的作用机制。
然后，我们将详细描述奥氏粘度计的使用方法，包括仪器的操作步骤、样品的准备、测量条件的选择等。
通过本文的阅读，读者将能够了解奥氏粘度计的测量原理和操作过程，从而能够准确地使用该仪器进行粘度测量。
在接下来的结论部分，我们还将介绍奥氏粘度计的优点和应用前景。
奥氏粘度计具有精确度高、测量范围广、操作简便等优点，因此在工业生产和科学研究中得到了广泛的应用。
随着科学技术的不断进步，奥氏粘度计的测量精度和稳定性还将进一步提高，其在粘度测量领域的应用前景也会更加广阔。
总之，本文将全面介绍奥氏粘度计的粘度测量方法，帮助读者了解该仪器的原理和使用方法，并展望其在工业和科学领域的应用前景。
希望本文能够为相关领域的研究人员和工程师提供有价值的参考和指导。
1.2文章结构1.2 文章结构本文将介绍奥氏粘度计的粘度测量方法。
首先，将在引言部分概述奥氏粘度计的工作原理和测量原理。
然后，在正文部分将详细介绍奥氏粘度计的使用方法，包括实验步骤和操作注意事项。
最后，在结论部分将总结奥氏粘度计的优点以及其在科学研究和工业应用中的潜力。
引言部分将先对奥氏粘度计进行概述，包括其定义、作用和重要性。
同时，将介绍粘度的概念，并说明为什么粘度的测量对于液体的特性研究以及工业流体控制非常重要。
接下来，本文将详细介绍奥氏粘度计的工作原理和测量原理。
乌氏粘度计的工作原理
乌氏粘度计的工作原理
乌氏粘度计是一种常用的测量液体黏度的设备，其工作原理是通过测量流体在粘度计中流动所需的压力来确定液体的粘度。
乌氏粘度计的主要部件包括内管、外管和螺旋桨。
内管和外管之间形成一条环形的测量腔，当液体通过测量腔时，螺旋桨会受到液体的阻力作用而转动。
在测量过程中，将被测液体加入测量腔内，然后通过旋转螺旋桨使其开始流动。
液体的黏度会阻力螺旋桨的转动，导致需要施加一定的扭矩才能继续使螺旋桨转动。
通过测量施加在螺旋桨上的扭矩大小，就可以确定液体的黏度。
乌氏粘度计的工作原理基于斯托克斯定律，该定律指出，当流体在柱状管道中的速度足够低时，黏度与液体流动产生的阻力成正比。
因此，通过测量转动所需的力矩，可以计算出液体的黏度。
需要注意的是，乌氏粘度计的精确度和准确度受到多种因素的影响，如测量腔的形状和尺寸、螺旋桨的大小和形状，以及测量过程中的温度等因素。
因此，在使用乌氏粘度计进行测量时，需要对这些因素进行控制和校准，以获得准确的结果。
乌氏粘度计原理和使用方法
乌氏粘度计是一种常用的粘度计，用于测量液体的粘度。
其原理是基于牛顿定律和流体力学的原理。
乌氏粘度计由一个玻璃管和一个测量头组成。
测量头包括一个圆锥形的粘度计杯和一个测量杆。
粘度计杯内装有待测液体，测量杆可以插入粘度计杯中并测量液体的粘度。
使用乌氏粘度计的步骤如下：
1. 将粘度计杯和测量杆清洗干净，并用待测液体进行预润洗。
2. 将粘度计杯插入液体中，使测量杆完全浸入液体中。
3. 缓慢地将测量杆从液体中取出，同时注意读取粘度计杯上的刻度值。
4. 记录下测量杆上的刻度值，并计算液体的粘度。
乌氏粘度计的粘度单位通常是厘泊（cP），也可以换算成其他粘度单位，如毫帕秒（mPa·s）或厘斯（cSt）。
需要注意的是，在使用乌氏粘度计时，要注意测量液体的温度和压力，以确保测量结果的准确性。
同时，还要注意保持粘度计的清洁和干燥，以免影响测量结果。
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奥式、乌式毛细管粘度计基本原理
一、总述
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。
今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。
1、 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。
2、 假设
在水平管处建立三维柱坐标。
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。
其物理模型为：
1) 牛顿型流体，层流稳态流动，不可压缩；
2) 其流动模型为沿z 方向的一维流动，0r u u θ==，0z u ≠ 。
3) 远离进出口。
具体模型如下图所示: r
θ
z
二、推导过程
柱坐标下的连续性方程：
0)()(1)(1'=∂∂+∂∂+∂∂+∂∂z r u z
u r ru r r ρρθρθρθ N-S 方程:
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
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
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
根据假设可对以上方程进行简化得：
0=∂∂z
u z
（1）
)](1[r u r r r z p z
d ∂∂∂∂=∂∂μ （2） 0=∂∂θ
d
p （3） 0=∂∂r
p d
（4） 从式（2）、（3）、（4）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（2）可写成常微分方程，即
dz dp dr du r dr d r d
z μ1)(1=
（5）
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 （5） 边界条件： BC ：i r r =，0=z u
0=r ，
0=dr
du z
对（5）式积分得
12
21C r dz
dp dr du r
d z +=μ （C 1 为常数） 由边界条件得，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） （6）
由边界条件得，2
241i d r dz
dp C μ-=
把上式代入（6）得，
)(412
2i d z r r dz
dp u -=
μ
2
max 41i d r dz
dp u μ-
=
2max )](1[(i
z r r
u u -= （7）
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 02π
把（7）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
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=
∆
L
u p r b f i 82
∆=
μ （8）。