毛细管法粘度测量的影响因素
粘度的测量
如何计算黏度？ 黏度系指流体对流动的阻抗能力，采用动力黏度、运动黏度或特性黏数以表示之。测定液体药品或药品溶液的黏度可以区别或检查其纯杂程度。 流体分牛顿流体和非牛顿流体两类。牛顿流体流动时所需剪应力不随流速的改变而改变，纯液体和低分子物质的溶液属于此类；非牛顿流体流动时所需剪应力随流速的改变而改变，高聚物的溶液、混悬液、乳剂分散液体和表面活性剂的溶液属于此类。 黏度的测定可用黏度计。黏度计有多种类型，本药典采用毛细管式和旋转式两类黏度计。毛细管黏度计因不能调节线速度,不便测定非牛顿流体的黏度,但对高聚物的稀薄溶液或低黏度液体的黏度测定影响不大；旋转式黏度计适用于非牛顿流体的黏度测定。液体以1cm/s的速度流动时，在每1cm<2>平面上所需剪应力的大小, 称为动力黏度,以Pa·s为单位。在相同温度下，液体的动力黏度与其密度的比值，再乘10<6>，即得该液体的运动黏度,以mm<2>/s为单位。本药典采用在规定条件下测定供试品在平氏黏度计中的流出时间(s)，与该黏度计用已知黏度的标准液测得的黏度计常数(mm<2>/s<2>)相乘，即得供试品的运动黏度。 溶剂的黏度η<[o]>常因高聚物的溶入而增大，溶液的黏度η与溶剂的黏度η<[o]> 的比值(η／η<[o]>)称为相对黏度(η<[r]>), 常用在乌氏黏度计中的流出时间的比值(T／T<[o]>)来表示；当高聚物溶液的浓度较稀时,其相对黏度的对数值与高聚物溶液浓度的比值，即为该高聚物的特性黏数[η]。根据高聚物的特性黏数可以计算其平均分子量。 仪器用具 (1)恒温水浴可选用直径30cm以上、高40cm以上的玻璃缸或有机玻璃缸,附有电动搅 拌器与电热装置，供测定运动黏度时应能恒温±0.1℃,供测定特性黏数时应能恒温 ±0.05℃。 (2) 5mm；测定球A的容量为3.5ml±0.5ml（选用流出时间在120～180秒之间为宜）。 第一法(用平氏黏度计测定运动黏度或动力黏度) 照各药品项下的规定，取毛细管内径符合要求的平氏黏度计1支，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1插入供试品（或供试溶液，下同）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m<[2]>处，提出黏度计并迅速倒转，抹去黏附于管外的供试品，取下橡皮管使连接于管口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15分钟后，自橡皮管的另一端抽气，使供试品充满球A并超过测定线m<[1]>，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m<[1]>下降至测定线m<[2]>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％。另取一份供试品同样操作，并重复测定3次以上。以先后两次取样测得的总平均值按下式计算，即为供试品的运动黏度或供试溶液的动力黏度。运动黏度(mm<2>/s)＝Kt 动力黏度(Pa·s)＝10<6>·Kt·ρ 式中 K为用已知黏度的标准液测得的黏度计常数，mm<2>/s<2>； t 为测得的平均流出时间, s；ρ为供试溶液在相同温度下的密度，Kg/m<3>。 第二法（用旋转式黏度计测定动力黏度）照各药品项下的规定，按照仪器说明书操作，并按下式计算供试品的动力黏度。 动力黏度(Pa·s)＝K'α式中 K'为用已知黏度的标准液测得的旋转式黏度计常数；α为偏转角。 第三法（用乌氏黏度计测定特性黏数）取供试品，照各品种项下的规定制成一定浓度的溶液，用3号垂熔玻璃漏斗滤过，弃去初滤液(约1ml),取续滤液(不得少于7ml)沿洁净、干燥乌氏黏度计的管2内壁注入B中，将黏度计垂直固定于恒温水浴（水浴温度除另有规
工作毛细管粘度计试题A答案
工作毛细管粘度计试卷（A） 单位姓名考号 一.填空题: （每题2分） 1.塑性液体是具有(屈服)应力的流体其粘度ηb称为(塑性粘度)。 2.泊氏公式中的动能修正系数m与(雷诺数)及毛细管管端状。 3.流体在毛细管中作层流流动时，在(管壁)处流速最小，在(管轴) 流速最大 4.用乌氏毛细管粘度计测量液体粘度时，当液体吸至缓冲球C之 后，应该先开(主)管，再开(侧)管。 5.液体与气体具有粘性的原因分别是(分子引力)(动量传递)。 二.选择题: （每题5分） 1. 粘性流体在毛细管中流动时（2）处流速最大。 (1) 管壁(2) 管轴(3)R/2 (4)2R/3 2.当流层间的接触面积增大时( 3)加大。 (1)运动粘度(2)动力粘度(3)粘性力(4)剪切速率 3. ( 1 )毛细管粘度计的倾斜影响最小。 (1)乌式(2)平式(3)芬式(4)逆流 三.问答题: （每题10分） 1.牛顿流体及非牛顿流体粘度与哪些因素有关? 解答:(a)牛顿流体的粘度与温度及压力有关 (b)非牛顿流体的粘度与温度、压力、剪切速率有关, 有些还与剪切时间有关。
2. 试说明毛细管粘度计常数C（=πR4gh/gVL）中的g及h在什 么情况下不是常数。 解答：（a）当检定与使用粘度计的地点的重力加速度不同，g不是常数； （b）当粘度计倾斜时，液柱高度发生变化，h不是常数； （c）当装液量不同，h不是常数（乌氏粘度计除外）； （d）当装液温度与实验温度不准（不同），h不是常数（乌氏粘度计除外）； （e）当标准液与被测液的σ/ρ值不同，h可能不同。 3.请列出检定毛细管、落球、旋转、恩氏粘度计及二级标准液 定值时恒温槽温度波动不得大于多少? 解答:检定毛细管粘度计及二级标准液定值时,槽温波动分别不得大于±0.01℃、±0.1℃、±0.1℃、±0.1℃、 ±0.01℃ 四.计算题: （每题15分） 1.用20℃时粘度分别为10.33mm2/s及19.87mm2/s 标准液,检定内径为0.78mm的逆流粘度计时.其流动时间为: 标准液1 标准液2 291.1s 556.1s 291.5s 556.1s 请计算￣t1，￣t2，C1，C2，￣C(保留4位有效数字)及Δt1，Δt2，ΔC(保留2位有效数字)。
粘度测试注意事项及乌氏粘度计原理
粘度测试注意事项及乌氏粘度计原理 根据其测量原理，为了获得准确可靠的测量数据必须注意以下几点： 一、仪器的性能指标必须满足国家计量检定规程度要求。使用中的仪器要进行周期检定,必要时（仪器使用频繁或处于合格临界状态）要进行中间自查以确定其计量性能合格,系数误差在允许范围内,否则无法获得准确数据。 二、特别注意被测液体的温度。许多用户忽视这一点,认为温度差一点无所谓,我们的实验证明:当温度偏差0.5℃ 时,有些液体粘度值偏差超过5％ ,温度偏差对粘 粘度计 度影响很大,温度升高, 粘度下降。所以要特别注意将被测液体的温度恒定在规定的温度点附近,对精确测量最好不要超过0.1℃。 三、测量容器(外筒)的选择。对于双筒旋转粘度计要仔细阅读仪器说明书,不同的转子(内筒)匹配相应的外筒, 否则测量结果会偏差巨大。对于单一圆筒旋转粘度计,原理上要求外筒半径无限大,实际测量时要求外筒即测量容器的内径不低于某一尺寸。例如上海天平仪器厂生产的NDJ-1型旋转粘度计,要求测量用烧杯或直筒形容器直径不小于70mm。实验证明特别在使用一号转子时,若容器内径过小引起较大的测量误差。 四、正确选择转子或调整转速,使示值在20~90格之间。该类仪器采用刻度盘加指针方式读数,其稳定性及读数偏差综合在一起有0.5格,如果读数偏小如5格附近,引起的相对误差在10％以上,如果选择合适的转子或转速使读数在50格,那么其相对误差可降低到1％。如果示值在90格以上，使游丝产生的扭矩过大，容易产生蠕变，损伤游丝，所以一定要正确选择转子和转速。 五、频率修正。对于国产仪器名义频率在50Hz,而我国目前的供电频率也是50 Hz,我们用频率计测试变动性小于0.5％,所以一般测量不需要频率修正。但对于日本和欧美的有些仪器, 名义频率在60Hz, 必须进行频率修正,否则会产生20％的误差,修正公式为: 实际粘度=指示粘度×名义频率÷实际频率 六、转子浸入液体的深度及气泡的影响。旋转粘度计对转子浸入液体的深度有严格要求,必须按照说明书要求*作(有些双筒仪器对测试的液体用量有严格要求,必须用量筒量取)。在转子浸入液体的过程中往往带有气泡,在转子旋转后一段时间大部分会上浮消失,附在转子下部的气泡有时无法消除,气泡的存在会给测量数据带来较大的偏差，所以倾斜缓慢地浸入转子是一个有效的办法。 七、转子的清洗。测量用的转子(包括外筒)要清洁无污物,一般要在测量后及时
毛细管法测粘度
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0.5%，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； 1
导热油粘度的测量
导热油粘度的测量 1、服务范围 测量范围：动力粘度：0.1~100 mPa·s 运动粘度：0.1~2500 mm2/s 温度范围：-30 ℃~350 ℃ 压力范围：0.1~30 MPa 2、测量方法 测量粘度的方法很多，如毛细管法、落体法、旋转法、振动法等。在众多的测量方法中，振动弦方法因为结构简单、适用于宽广的粘度、温度、压力范围而备受研究人员的广泛关注。 相比于其他方法，振动弦法具有一些特别的优势，因而受到国际流体粘度研究领域的普遍关注。比如振动弦法拥有一系列严谨的工作方程以及有明确含义的物理参数；由于测量量基本为电测量，理论上振动弦法可以实现全自动化测量；由于传感器的几何结构简单，可以避免了进行任何关于温度和压力的标定；振动弦系统可以避免逐级标定，且理论上可以实现绝对测量，不需要任何标定（已经有实验室实现）；振动弦法特别适合高压和低温下其他方法不能测量的场合，因此近二三十年来受到越来越多的关注和研究。随着研究的深入和电子技术的发展，到目前为止，无论是理论模型、影响因素分析还是实验装置系统，振动弦方法都得到飞速的进步，其测量准确度得到很大的提升，应用领域得到快速扩展，同时成为IATP （International Association for Transport Properties）建立高粘度标准物质的首选测量方法。 3、样品种类 可测量的液体种类包括各种极性和非极性流体的纯质及混合物： ●油品：导热油、润滑油、压缩机油、冷冻机油、硅油等； ●液体燃料：汽油、煤油、柴油等； ●制冷剂：R134a、R12、R22、R123、二甲醚等； ●纳米流体：氧化铝纳米流体、石墨纳米流体、Fe3O4纳米流体等； ●化学试剂：水、甲苯、醇类、离子液体等。
毛细管粘度计检定误差影响因素分析及探讨
毛细管粘度计检定误差影响因素分析及探讨 摘要：本文通过分析影响毛细管粘度计检定过程中产生误差的主要影响因素，提出降低检定误差的主要途径，从而为提高检定精度，获得正确的测量结果提供帮助。 关键词：毛细管粘度计检定途径 1 引言 毛细管粘度计的常数检定与很多因素有关，特别是温度影响、装液误差影响、装液温度与检定温度不一致造成的影响、垂直度影响、计时误差影响、震动影响等。本文将通过讨论影响检定误差的主要因素，寻找提高检定精度的途径，以获得正确的测量结果。 2 影响毛细管粘度计检定的主要因素研究 2.1 温度因素的影响 我们一般选用相对法来检定工作毛细管粘度计的常数。所以我们只要测量一定体积的标准粘度液流经毛细管的时间t，就可求得粘度计的常数。众所周知粘度与温度的关系非常密切，温度是影响标准粘度液值的重要因素。由于液体分子间距离小，分子热运动不如气体剧烈，其内摩擦主要是由分子引力引起的。当温度升高时，分子间距离加大，引力减小，内摩擦也随之减小，故液体粘度随温度的升高而减少。我们检定用的标准粘度液主要是精制石油和精制甲基硅油。实验证明当温度变化±0.1℃时，石油粘度变化±0.5%，硅油粘度变化±0.2%。所以温度变化将直接影响毛细管常数测定的准确性。 2.2 装液误差的影响 我们从泊肃叶公式可知，液体在粘度计中流动的快慢除与常数项有关外，还与两个量有关：一是重力加速度g，在g大的地点测得的流动时间t会偏小，在g小的地方则结果相反，但如果标准液定值和粘度计常数测定在同一地方则没有影响；另一个就是h（即上、下液面间的垂直距离），如果装液多了，h就小，流动就慢，装液少了h就大，流动就快，而流动时间直接影响粘度计常数测定的准确性。这就要求我们熟知规程中有关平氏、乌氏、芬氏、逆流粘度计的装液规则，并熟练掌握操作程序。 2.3 垂直度调节误差的影响 实际检定工作中，由于缺乏责任心和经验及视觉误差等一些主观因素，往往会造成垂直度调节失误，带来倾斜误差。
旋转粘度计NDJ-5S使用标准操作规程
旋转粘度计NDJ-5S使用标准操作规程 1.目的 制定旋转粘度计NDJ-5S使用标准操作规程，使操作达到规范化、标准化，确保数据的准确性。 2.范围 本规程适用于上海地学仪器研究所NDJ-5S旋转粘度计的操作。本仪器具有测量灵敏度高。测定结果可靠，使用操作方便，是用来测量牛顿型液体的绝对粘度和非牛顿型液体的表观粘度的仪器。 3.内容 仪器的操作的使用 开机：开机前，将黄色保护盖帽取下，显示屏亮。但电机不工作，预热20min. 准备被测液体，将被测液体置于直径不小于60mm,高度不低于120mm的烧杯或直筒形容器中。 准确地控制被测液体的温度，恒度至25℃±1℃。 仔细调整仪器的水平，检查仪器的水准器气泡是否居中，保证仪器处于水平的工作状态。 参照量程表（表1），选择适配的转子连接头（向右旋装上，向左旋卸下）。估算样品的粘度范围，根据合适的粘度范围选择相应的转子和转速，当估计不出被测液体的大致粘度时，应视为较高粘度，试用由小到大的转子（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），则转速，低粘度的液体选用大转子（转子号低），快转速。 （表1）NDJ-5S量程表
缓慢调节升降旋钮，调整转子在被被测液体中的高度，直至转子的液体标志（凹槽中部）与液面相平。 参数设定及测定 打开仪器背面的电源开关，进入等待状态，仪器采用中英文显示。 按“▲”或“▼”键选择所需语言模式，按“1#”处， 按“?”或“?”键选择所需转子号，转子号为５种，即“1#、2#、3#、4#及0#“转子。 按“▲”或“▼”键可切换到转速位置。例台光标停在“60转/分”处，按“?”或“?”键可旋转所需的转速。NDJ-5S转速分为9档，分别为转/分、转/分、转/分、3转/分、6转/分、12转/分、30转/分、60转/分及自动档。 当选择好转子和转转速档位后，按“ok/确定“键，转子开始旋转，仪器开始测量，当右边坚条方块显示光标由下向上升至落刻度时，屏幕显示的粘度值即为测量什。测量 时按”开始/停始“键，仪器将会停止测量；如按” 转子号和转速进行测量。 每个试样应测量两次，测量结果取两次测量的算术平均什。两次测量结果之差小于或等于两次测量结果平均什的10%，否则测量第三次。 仪器具有超称报警功能，若测量值大于100%，测量值显示over。为保证测量精度，测量时量程百分比读数应控制在20%-90%之间，能控制在35%-75%之间为较理想值。 在任何状态下，按“开始/停始”键，程序将从起状态开始运行，操作界面回到用户选择工作状态。 每次使用后应旋出转子，及时清洁转子和保护架，转子擦干净后放回到转子架中。即忌用硬物刮、擦转子，以免破坏转子结构。不可把转子留在仪器上进行清洁。 当测不同样品时，应首先清洁（擦干净）转子和转子保护框架，防止由于被测液体相混淆而引起的测量误差。 注意事项 做到下列各点才能测得较精确的粘度：
毛细管法测粘度
毛细管法测粘度 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
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 标。 次偏差不得超过0.5%，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τ 20 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样。 出时间τ 20 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。
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；m 1、m 2 环形测定线；m 3 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。如用洗液不能洗干净，则改用5％的氢氧化钠乙醇溶液浸泡，再用水冲净，直至毛细管壁不挂水珠，洗干净的粘度计置于110℃的烘箱中烘干。 （2）粘度计应垂直固定在恒温槽内，因为倾斜会造成液位差变化，引
旋转粘度计的使用和维护
旋转粘度计的使用和维护 旋转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。该仪器结构简单、价格便宜、方便实用，因而广受欢迎。在长期从事该类仪器的检定过程中我们发现许多用户，特别是中小企业的测试人员在使用过程中存在许多问题，往往我们检定的仪器性能优于国家计量检定规程的要求，但是用户在测试样品时数据偏差很大。现就如何正确使用该类仪器获得准确可靠的测量结果分析如下。 首先，简单介绍一下该类仪器的测量原理： 旋转粘度计开机后先要检测零位，这一操作一般在不安装转子的情况下进行，然后在半径R 1的外筒里同轴地安装半径R2的内筒,其间充满了粘性流体,同步电机以稳定的速度旋转,接连刻度圆盘,再通过游丝和转轴带动内筒(即转子)旋转, 内筒(即转子)即受到基于流体的粘性力矩的作用，作用越大, 则游丝与之相抗衡而产生的扭矩也越大,于是指针在刻度盘上指示的刻度也就越大。将读数乘以特定的系数即得到液体的动力粘度。 根据其测量原理,为了获得准确可靠的测量数据必须注意以下几点： 一、仪器的性能指标必须满足国家计量检定规程度要求。使用中的仪器要进行周期检定,必要时（仪器使用频繁或处于合格临界状态）要进行中间自查以确定其计量性能合格,系数误差在允许范围内,否则无法获得准确数据。 二、特别注意被测液体的温度。许多用户忽视这一点,认为温度差一点无所谓,我们的实验证明:当温度偏差0.5℃时,有些液体粘度值偏差超过5% ,温度偏差对粘度影响很大,温度升高, 粘度下降。所以要特别注意将被测液体的温度恒定在规定的温度点附近,对精确测量最好不要超过0.1℃。 三、测量容器(外筒)的选择。对于双筒旋转粘度计要仔细阅读仪器说明书,不同的转子(内筒)匹配相应的外筒, 否则测量结果会偏差巨大。对于单一圆筒旋转粘度计,原理上要求外筒半径无限大,实际测量时要求外筒即测量容器的内径不低于某一尺寸。例如上海天平仪器厂生
工作毛细管粘度计试题C答案
工作毛细管粘度计试卷（C） 单位姓名考号 一.填空题: （每题2分） 1.流体在毛细管中作层流流动时，在(管壁)处流速最小，在(管轴) 流速最大 2.一般的毛细管粘度计中，（乌式）粘度计和（芬氏）粘度计的倾 斜误差比较小。 3.标准毛细管粘度计的检定周期为（4）年，工作毛细管粘度计的 检定周期为（2）年。 4.（逆流）粘度计最适合不透明液体的粘度计测量。 5.对于毛细管粘度计，剪切速率的表达式为（dv/dr） 二.选择题: （每题5分） 1.在不同地区用毛细管粘度计测量粘度时，需作重力加速度修正， 是因为不同地区（4）不同。 (1)纬度(2)经度(3)海拔高度(4)重力加速度 2.（1）毛细管粘度计不存在装液误差，也不受装液温度与试验温 度不同的影响。 (1)乌氏(2)平氏(3)芬氏(4)逆流 3. 检定工作毛细管粘度计时，装完标准液的粘度计必须在恒温槽 中恒温（2）min以上方可进行测定。 (1) 20 (2) 15 (3)30 (4)60
三.问答题: （每题10分） 1. 请说明用毛细管法测量粘度时需要进行重力加速度修正的原 因及修正方法。 解答：（a）在重力加速度不同的地区测量粘度时，由于g不同，所以粘度计常数c也不同。 在粘度计检定地点C检=πR4g检h/g8VL 在粘度计使用地点C用=πR4g用h/g8VL 因为，如果g检≠g用，则C检≠C用，就需要修正。使 用粘度计时应把C检换成C用。 （b）修正方法C用=C检×g用/g检 2. 当用毛细管法测粘度时，采用较长毛细管的粘度计（比用短毛 细管的粘度计）可以使哪些影响因素减小？ 解答：（a）动能修正；（b）表面张力影响； （c）倾斜影响；（e）不准确装液影响； （d）装液温度与试验温度不同的影响。 3. 说明在毛细管粘度计检定规程中为什么规定粘度计可在20～ 35℃范围内的任何温度下检定常数？20℃与35℃下检出的粘度计常数是否相同？对标准液有何要求？ 解答：（a）便于在不同地区，不同季节，在无恒温室的情况以及在室温下都可展开检定工作。 （b）由于玻璃的膨胀系数很小，20℃与35℃下的粘度计常数差别很小。
用毛细管法测定液体的粘滞系数
用毛细管法测定液体的粘滞系数 自然界中，一切实际流体(气体、液体)都具有一定的粘 滞性，这可以由流体抗拒形变的内摩擦而显示出来。众所周 知，作用于静止流体及运动中的所谓理想流体任一表面上的 力只有法向力(即正压力)；但是对于实际流体而言，当相邻 两层流体各以不同的定向速度运动时，由于流体分子的相互 作用，就会产生平行于接触面的切向力。如图２６－１所示， 运动快的流层对运动慢的流层以拉力f '，运动慢的流层则对运动快的流层施以阻力f ，这一对力被称为内摩擦力，或粘滞力。 实验表明，对于给定的流体，作用于接触面积为ds 的相邻两流层上的粘滞力f ，系与垂直于s d 方向上的速度梯度y u d /d 以及接触面积s d 呈正比，其方向与运动方向相反，即： s y u f d d d ?=η 式就是决定流体内摩擦力大小的牛顿粘滞定律。其中，比例系数η是由流体本身性质决定的、反应流体粘滞性大小的物理量，称为粘滞系数(又称动力粘度，简称粘度)，其单位为：帕·秒(s Pa ?)。s Pa 1?相当于速度梯度为1s 1-时，作用在2m 1接触面积上的力为N 1的流体所具有的粘度，即： 2m s N 1s Pa 1-??=?。 不同流体具有不同的粘度，同一种流体在不同温度下的粘度也很不相同，而且流体的粘度还与压强有关，但不甚显著。气体的粘度很小，且于2/1T 成比例。由于液体分子间距比气体小千倍以上，层间分子的相互作用力成为产生内摩擦的主要原因，所以其粘度比气体大4210~10倍。且其粘度随温度的升高几乎按指数规律地减小，有经验公式： ()c b a -+=θηθ 其中，θη为流体在C θ时的粘度，c b a ,,为因液体种类或温度范围而异的常数。对水而言：当252.43,60070.0==b a 及5423.1=c 时，温度在C 100~C 0 范围内，与精确 实验结果的误差不大于%40.0。因此， 式可以用来验证我们的实验结果。 测定流体的粘度可以有很多种方法，诸如：（１）用各种毛细管粘滞计、 （２）旋
毛细管粘度计的工作原理
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：
浅论乌氏毛细管文档新粘度计
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 C C 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 C C r C sp C 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 t PR 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。上式可改写为： kPt =η （8-2） 其中，lV R k 84 π=。溶剂（标准溶液）的粘度为000t kP =η。而溶液的相对粘度为 0 0000t P Pt t kP kPt r ===ηηη （8-3） 液体在液柱高度相同高度时，压力之比可以用密度比代替。即 00ρρ=P P ，则 0 0t t r ρρη= （8-4） 由于测粘度时，溶液粘度比较稀，溶液与溶剂二者密度相差极小，可近似认为：0ρρ=，将其代入式（8-4）得： 0 000t t t t r ==ρρη （8-5） 并且，很容易得到： 001t t t r sp -= -=ηη （8-6） 这样，由纯溶剂的流出时间0t 和各种浓度的溶液的流出时间t ，可求出各种浓度的r η、sp η、C sp /η和C r /ln η之值。以C sp /η和C r /ln η分别为纵坐标，C 为横坐标作图，得到两条直线。分别外推至0=C 处，其截距就是特性粘数[η]（见图8-5）。 2
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。
工作毛细管粘度计试题B答案
工作毛细管粘度计试卷（B） 单位姓名考号 一.填空题: （每题2分） 1. 当毛细管上、下球的有效半径相同时，可以消除（表面张力） 影响，当标准液与被测液的密度相同时可以消除（空气浮力）影响。 2.液体在（静止）状态下不呈现粘性，只有在（流动）状态下才 呈现粘性。 3.泊氏公式中的动能修正系数m与（雷诺数）及（毛细管管端形 状）有关。 4. 液体与气体具有粘性的原因分别是(分子引力)(动量传递)。 5.用毛细管粘度计测量粘度时，掀秒表的瞬时应是弯月面的（最 低点）与计时球的计时标线（相切）的瞬时。 二.选择题: （每题5分） 1. 流体在毛细管中流动时，下面诸条件中，除了（4）以外，都 是泊氏公式应满足的假设条件。 (1)层流(2)稳定流(3)牛顿流体(4)毛细管非常细 2. 当粘性流体在管子中稳定（匀速）流动时，（2）平衡。 (1)剪切应力与剪切速率(2)外力与内摩擦力 (3)重力与外力(4)重力与浮力 3. 粘性流体在毛细管中流动时（2）处流速最大。 (1) 管壁(2) 管轴(3)R/2 (4)2R/3
三.问答题: （每题10分） 1. 请说明平氏粘度计的储液球设计成扁平形有什么优缺点？为 什么？ 解答：（a）优点：因储物球的直径大，可以减少装液量不准以及装置温度与试验温度不同引起的液柱高度变化所带来的 误差。 （b）缺点：因储物球的直径大，与上方计时球的直径相差 大，因此，当标准液与被测液的表面张力与密度比σ/ρ 不同时，表面张力误差就加大。 2.请列出检定毛细管、落球、旋转、恩氏粘度计及二级标准液 定值时所用温度计分度值。 解答:检定毛细管粘度计及标准液值时,温度计分度值分别不得大于0.01℃0.2℃0.2℃及0.01℃ 3. 用毛细管法测粘度时，如标准液与被测液的粘度相同，可 消除什么影响因素？如二者密度相同，可消除什么影响因素？ 解答：（a）当二者粘度相同时，可消除动能修正及残留误差。 （b）当二者密度相同时，可消除空气浮力的影响。 四.计算题: （每题15分） 1. 当流体在毛细管中匀速流动时，设液柱高100mm，毛细管长 90mm，毛细管内径0.6mm，流体密度1g/cm3,请计算毛细管 壁处的剪切应力（保留2位有效数字） 解答：在管壁处，外力=πR2P；粘性力=2πRLτ
粘度测量的几种方法
２００４年第１８卷第３期 石油仪器 ＰＥＴＲＯＵ￡ＵＭＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＳ?５７? ?经验交流? 粘度测量的几种方法 李必超编译马连山校 （辽河石油勘探局国际合作部辽宁盘锦） 摘要：文章介绍了粘度测量的过程毛细管技术以及几种直接或间接测量粘度的新方法。 关键词：粘度测量；过程毛细管技术；分析法；动态法 中图法分类号：７ＩＥ８１文献标识码：Ｂ文章编号：１００４—９１３４（２００４）０３－００５７—０２ Ｏ引言 几十年来，过程毛细管粘度仪在石油工业中已成为一种标准仪器，尽管其应用效果显著，也不过是一个过渡性产品。但价格昂贵、维护要求高且响应时间长。通过粘度测量进行闭路控制的应用实例很多，有人认为，过程毛细技术的成功可用其在闭路控制中的应用范围来衡量…。 越来越多的过程通过定期采样进行实验室粘度分析来控制，这里使用的是过程毛细管粘度仪，通常只是进行趋势分析。在开环控制的许多自动过程中，无法采用过程毛细管粘度仪。石油工业急需反应准确、易安装、易维护与操作、成本低的粘度仪或系统。 １粘度的分析测量与过程毛细管技术 １．１粘度测量 过程粘度测量分两类：分析法和动态法，前者主要用于石油工业。 进行任何分析测量的关键是能否确定基础粘度（某一参考温度下的粘度值），基础粘度取决于流体的粘度一温度关系。能够进行动态粘度测量的技术很多，但只有带有温度槽的过程毛细管粘度仪才能进行粘度的分析测量。测量基础粘度的方法有两种：在基础温度下直接测量和通过计算进行间接测定。 过程毛细管粘度仪采用的是直接测量法，它做为分析性粘度仪已有许多年了。到目前为止，还没有其它技术能利用此方法。 １．２过程毛细管技术 过程毛细管粘度仪可在基础温度（参考温度）下直接测量粘度。其工作过程如下：部分样品由一个精确的泵通过过滤器吸入到粘度分析仪中（泵的流速保持很低，通常６５ｍｌ／ｍｊｎ），并在加热槽中循环，直至样品温度稳定，同槽中温度一致。随后，样品流过一段短毛细管。测量毛细管两端的压降（为动态粘度的函数），再利用密度测量值加以校正，便可获得参考温度下的运动粘度值。 过程毛细管技术粘度测量精度高、测量过程中能够进行精确稳定的温度控制，具有良好的趋势分析效果。然而，过程毛细管粘度仪响应速度慢，不能用于闭环控制，只能进行趋势分析，其成本和安装费用也很高。此外，过程毛细管粘度仪只能测量动态粘度，尚需借助密度测量仪器才能计算出运动粘度。 ２粘度测量新技术及方法 ２．１直接测量法 当流速为６５ｍｌ／ｍｉｎ时，毛细管的响应时间一般较长。虽然热交换器在３０ｍｌ／ｍｉｎ。６０ｍｌ／ｍｉｎ的流速下根据主要输入口温度的变化仍能正常工作，但缺乏温度稳定性。 通过冷热流混合法可解决温度稳定性的问题，即把输入的流体分为冷流和热流（被热交换器加热），然后重新将它们在粘度分析仪处汇合。通过改变受热与未受热原油比，可迅速测出粘度仪处温度变化。该系统不但可保证粘度仪处温度稳定，还可对原油质量和过程温度出现的变化做出反应。 其明显的优势在于它与毛细管粘度仪作用相当， 第一作者简介：李必超，男，１９６７年生，工程师，１９９８年毕业于石油大学（华东）石油工程专业，获硕士学位，现在辽河石油勘探局国际合作部从事国际市场开发工作。邮编：１２４０ｌＯ
旋转粘度计使用八大注意事项
旋转粘度计使用八大注意事项 一、仪器的性能指标必须满足国家计量检定规程度要求。使用中的仪器要进行周期检定,必要时(仪器使用频繁或处于合格临界状态)要进行中间自查以确定其计量性能合格,系数误差在允许范围内,否则无法获得准确数据。 二、特别注意被测液体的温度。许多用户忽视这一点,认为温度差一点无所谓,我们的实验证明:当温度偏差0.5℃时,有些液体粘度值偏差超过5% ,温度偏差对粘度影响很大,温度升高, 粘度下降。所以要特别注意将被测液体的温度恒定在规定的温度点附近,对精确测量最好不要超过0.1℃。 三、测量容器(外筒)的选择。对于双筒旋转粘度计要仔细阅读仪器说明书,不同的转子(内筒)匹配相应的外筒, 否则测量结果会偏差巨大。对于单一圆筒旋转粘度计,原理上要求外筒半径无限大,实际测量时要求外筒即测量容器的内径不低于某一尺寸。例如上海天平仪器厂生产的NDJ-1型旋转粘度计,要求测量用烧杯或直筒形容器直径不小于70mm。实验证明特别在使用一号转子时,若容器内径过小引起较大的测量误差。 四、正确选择转子或调整转速,使示值在20~90格之间。该类仪器采用刻度盘加指针方式读数,其稳定性及读数偏差综合在一起有0.5格,如果读数偏小如5格附近,引起的相对误差在10%以上,如果选择合适的转子或转速使读数在50格,那么其相对误差可降低到1%。如果示值在90格以上，使游丝产生的扭矩过大，容易产生蠕变，损伤游丝，所以一定要正确选择转子和转速。 五、频率修正。对于国产仪器名义频率在50Hz,而我国目前的供电频率也是50 Hz,我们用频率计测试变动性小于0.5%,所以一般测量不需要频率修正。但对于日本和欧美的有些仪器, 名义频率在60Hz, 必须进行频率修正,否则会产生20%的误差,修正公式为: 实际粘度=指示粘度×名义频率÷实际频率 六、转子浸入液体的深度及气泡的影响。旋转粘度计对转子浸入液体的深度有严格要求,必须按照说明书要求*作(有些双筒仪器对测试的液体用量有严格要求,必须用量筒量取)。在转子浸入液体的过程中往往带有气泡,在转子旋转后一段时间大部分会上浮消失,附在转子下部的气泡有时无法消除,气泡的存在会给测量数据带来较大的偏差，所以倾斜缓慢地浸入转子是一个有效的办法。 七、转子的清洗。测量用的转子(包括外筒)要清洁无污物,一般要在测量后及时清洗,特别在测油漆和胶粘剂之后。要注意清洗的方法,可用合适的有机溶剂浸泡,千万不要用金属刀具等硬刮,因为转子表面有严重的刮痕时会带来测量结果的偏差。 八、其他需注意的问题。 1.大部分仪器需要调整水平,在更换转子和调节转子高度后以及在测量过程中随时注意水平问题,否则会引起读数偏差甚至无法读数。 2.有些仪器需装保护架,仔细阅读说明书按规定安装, 否则会引起读数偏差。 3.确定是否为近似牛顿流体,对于非牛顿流体应经过选择后规定转子、转速和旋转时间,以免误解为仪器不准。综上所述, 旋转粘度计虽然结构简单、使用方便,但如果不正确使用,一台检定合格的仪器却不能得到准确的测量结果,影响产品质量。