液体粘度测量仪的研制.pdfVIP

维普资讯 郑州大学学报 (自然科学版) 第29卷 第4期(1997，12) JOURNAL0FZHENGZHOU UNIVERSITY Vo129 NO，4 (1997，12) [}十一 液体粘度测量仪的研制 芦晓东刘利 ，I8；e (黄河水利科学研究院 郑州 450003) 王开展 姜维申 (河南省地方煤矿公司) (河南省黄河河务局) 摘 要 本文提出了利用孔 口出流规律测量液体粘度的方法，对孔 口出流规律进行了理论分 析，提出了利用这一规律测量液体牯度的试验公式，并根据这一原理制作了操作方便 的液体粘度测量仪． 关键词 液体；牯度；传感器i接 口；微处理器 中圈法分类号 TP273 测量13i 孔D出流法 0 引 言 粘度是表征液体抵抗剪切形变能力的物理量 “’．液体的粘度不仅与其种类有关，而且还 ． 与其热力学状态有关．传统的粘度测量方法有毛细管法、落球法、旋筒法等．下面介绍一种粘 度测量方法——孔 口出流法。 1 孔 口出流规律 图I为液体粘度测量仪的沉降盒出流示意图．对于实际的孔 口出流，既要考虑流体的粘 度 ，还 要考虑沉降盒及孔 口的材料、形状等 因素．其孔 口出流规律可表示为： 、 V一 耳 万 (1) 式中，H0一液面初始位置与孔 口轴心的距离； 一 自液面初始位置向下的距离；g一重力加速度I P一出流系数，它与沉降介质的粘度、仪器常数 (沉降盒材料及形状、孔 口材料、孔径、孔长、出流 管长等)有关． 由于粘度及仪器常数又随温度不同而变化， 因此，要精确地计算P值是十分困难的．P值一般 圈1孔口出流规律 由实验来确定．但我们所关心的是诸多影响P因素中液体的粘度 与温度T的关系．设 ； f(k，(T)) (2) 式中，一仪器常数，近似地把它看作不随温度变化的量．事实上，其变化也是很微小的．在同 44 维普资讯 郑州大学学报(自然科学版) 第29卷 第4期(1997，12) JOURNALOFZHENGZHOU UNIVERSITY Vo1．29 No．4 (1997．12) 种介质中，P随温度的变化主要由其粘度 决定．作为一阶近似，有关系式： = 矗(1一 n ) (3) 式中，4一实验常数，aO． 把(1)式与流体连续性方程联立求解，得液面下降的位移X与时间t及参数 的关系 z=(2gH。)l，。·詈-f一吉g-蓦· (4) 把(3)式代人得： 一 (2gH。)“詈‘k‘(1一n)一吉g善·(1一口) (5) 液面沉降到透光区时，x=H。一^，代人解出tt： 一 r一 一 一 丢[1一 盟 伽 (6) 式 中，Ho是初始液面到出流孔的距离；S是沉降盒