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 。
液体粘度及流变性测定实验
中国石油大学油层物理实验报告地面脱气原油粘度的测定一、实验目的1、用毛细管粘度计法测量脱气原油的粘度。
2、用旋转粘度计测试脱气液体在恒定温度和恒定剪切速度下的粘度。
3、掌握粘度随温度变化规律。
二、实验原理1、毛细管粘度计法在一定温度下，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。
通过测定原油通过两条标准线之间的时间t，并用比重计测得原油密度ρ，通过动力粘度公式：μ= ρCt （1）式中μ——液体的动力粘度，mPa · s；C——粘度计常熟；ρ——液体在测试温度下的密度，g/cm3；t ——毛细管中液面由标线a流到b的时间，s。
2、旋转式粘度计法旋转式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、实验设备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，其结构如下图所示：测定动力粘度初拥毛细管粘度计外，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（最好同事采用温度调节器）。
除此之外，需要用的其它测试仪器有：（1）温度计，分度为0.1℃，范围为0~50℃或50~100℃（2）秒表，用于计量液体在粘度计中的下落时间；（3）比重计，用于测定液体的密度图12、旋转式粘度计法所用实验仪器由旋转式粘度计和水浴组成。
仪器的构造如下图：图2 旋转粘度计结构图（1）粘度计机头水准泡；（2）液晶显示屏；（3）外罩；（4）转子保护架；（5）主机底座；（6）微型打印机；（7）粘度计机头；（8）操作键盘；（9）转子连接头；（10）转子；（11）主机底座水平调节旋钮（使水准泡居中）2、旋转粘度计配有四种转子以供选择，即1、2、3、4号转子。
运动粘度测量实验报告
一、实验目的1. 了解运动粘度的概念和测量方法。
2. 掌握使用毛细管粘度计测量运动粘度的原理和步骤。
3. 通过实验，验证理论知识的正确性，提高动手操作能力。
二、实验原理运动粘度是流体流动时，分子之间相互作用的内摩擦系数。
它反映了流体分子在运动过程中相互作用的程度。
运动粘度的单位是m²/s。
根据流体力学原理，当流体通过毛细管时，其流量与毛细管的直径、长度、流体密度和运动粘度有关。
毛细管粘度计正是基于这一原理来测量流体运动粘度的。
实验原理公式如下：Q = (πd^4ρμL) / 8η其中：Q ——流量d ——毛细管直径ρ ——流体密度μ ——流体运动粘度L ——毛细管长度η ——流体动力粘度通过测量流量Q、毛细管直径d、长度L和流体密度ρ，可以计算出流体的运动粘度μ。
三、实验仪器与材料1. 毛细管粘度计2. 阿贝折射仪3. 温度计4. 秒表5. 流体样品6. 标准玻璃毛细管7. 量筒四、实验步骤1. 将毛细管粘度计安装好，调整好水平状态。
2. 使用阿贝折射仪测量流体样品的折射率，计算流体密度。
3. 使用温度计测量流体样品的温度，确保与毛细管粘度计的温度一致。
4. 将流体样品倒入量筒中，使用毛细管粘度计测量流量Q。
5. 记录实验数据，包括毛细管直径d、长度L、流体密度ρ、流量Q、温度等。
6. 根据实验原理公式计算流体运动粘度μ。
7. 对比实验数据与理论值，分析误差原因。
五、实验结果与分析1. 实验数据毛细管直径：d = 0.5mm毛细管长度：L = 50mm流体密度：ρ = 0.8g/cm³流量Q：Q = 0.05cm³/s温度：T = 20℃运动粘度μ：μ = 0.001m²/s2. 结果分析实验结果显示，测得的运动粘度与理论值基本吻合。
实验误差主要来源于以下几个方面：（1）毛细管粘度计的精度：毛细管粘度计的精度较高，但仍有微小的误差。
（2）流体样品的密度：实验中使用的流体样品密度与理论值存在微小差异。
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。
2毛细管法测定液体粘度
2毛细管法测定液体粘度
毛细管法是一种常用的测量液体粘度的方法。
其基本原理是通过测量液体在一根细长毛细管内的流速，推算出液体的粘度。
毛细管法的优点是操作简便、精度高，适用于测量各种液体。
毛细管法的实验步骤如下：
1. 准备装置：取一段长约30-50 cm的细长毛细管，两端用蜡封口，并用紫外线消毒灯照射30 min，随后进行吹洗并用解洗剂洗净。
然后用无尘纸擦干，准备加液。
2. 加液及温度控制：将已知粘度的实验液体加入毛细管中，其中一段末端应留有空气。
将毛细管竖立一个角度，慢慢移动液体，直至毛细管内液柱高度达到一定程度后停止移动，并定出固定点。
随后控制室温，等待体系温度稳定。
3. 记录数据：在温度稳定后，记录液柱的长度L和所用时间t。
重复此操作，记录多组数据，求平均值。
4. 粘度计算：根据 Poiseuille 定律，流体的流速与毛细管的半径比例成正比，与毛细管长度与液体粘度成反比。
v = (P π r^4) / (8ηL)
其中，v 为液体流速，P 为毛细管两侧液面差，r 为毛细管内径，η 为液体粘度，L 为毛细管长度。
因此，液体粘度可以通过如下公式求出：
在计算过程中，应先根据实验结果确定相应的单位制，并进行单位换算。
毛细管法的误差主要来自于实验中的各种误差，包括毛细管内径的不均匀性、液面位置的读数误差、温度不稳定等。
因此，实验中应注意控制各种误差因素，增加实验数据的可信度。
毛细管法是一种简单易行的测量液体粘度的方法，适用于学术研究和工业生产中的各种液体。
采用该方法可以快速、准确地测量液体粘度，并为深入了解液体的性质提供可靠的数据支持。
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。
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毛
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。