粘度杯是一種用于測(cè)量牛頓流體粘度的簡(jiǎn)單儀器,粘度杯又被稱為蔡恩杯,它需要符合美國(guó)材料實(shí)驗(yàn)室學(xué)會(huì)油漆及原材料標(biāo)準(zhǔn)ASTM,編號(hào)D4212-93《浸入式粘度杯的標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)方法》中有關(guān)規(guī)定并結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)制造的。粘度杯目前國(guó)內(nèi)有很多生產(chǎn)廠家,粘度杯在使用時(shí)需要有一個(gè)精度較高的秒表進(jìn)行配合。粘度杯的工作原理如下:
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1、在我們介紹粘度杯工作原理之前,我們需要回顧下牛頓液體和非牛頓液體的區(qū)別。
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牛頓液體是指按照牛頓1687年提出的一種理想化的液體粘性狀態(tài),牛頓液體相鄰的兩層平行流動(dòng)液體間的剪切應(yīng)力與垂直于流動(dòng)方向的速度梯度成正比。牛頓液體最顯著的特點(diǎn)是牛頓液體流變方程τ=ηγ中的η是個(gè)常數(shù),這個(gè)η也就是液體的粘度。比較有代表性的牛頓流體有水、酒精等大多數(shù)純液體、輕質(zhì)油、低分子化合物溶液以及低速流動(dòng)的氣體。
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非牛頓液體是不符合牛頓液體特性以外的液體,即粘度系數(shù)η不是個(gè)常數(shù)。比較有代表性的有血液、淋巴液、囊液及細(xì)胞質(zhì)都是非牛頓液體,高分子聚合物溶液、泥石流、牙膏、油墨、油漆、涂料,以及生活中常見(jiàn)的淀粉液體、果醬、土豆醬、面團(tuán)、肉醬等等。
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牛頓液體及非牛頓液體的區(qū)別是流體中的剪切應(yīng)力與垂直于流動(dòng)方向的速度梯度是否成正比,即粘度值η是否是個(gè)常數(shù)。
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粘度杯
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2、粘度杯適用于牛頓液體或者是近似牛頓液體的粘度測(cè)量試驗(yàn),即η值基本上是一個(gè)常數(shù)時(shí),我們才能使用粘度杯對(duì)其粘度進(jìn)行測(cè)量。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō),我們的粘度杯在對(duì)流體的粘度測(cè)量過(guò)程中,就是要得到這個(gè)η值。而非牛頓液體由于η值是變化的,所以需要使用
粘度計(jì)來(lái)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量,不同溫度環(huán)境下的流體粘度值是不同的。
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生活中要確定是不是牛頓液體,可以進(jìn)行以下幾個(gè)試驗(yàn):
①、虹吸試驗(yàn)。如果是牛頓液體,當(dāng)虹吸過(guò)程中,管道提起試驗(yàn)及終止。
②、凹面試驗(yàn)。在一個(gè)容器中,使用棍棒攪拌液體。如果是牛頓液體,容器中心會(huì)形成一個(gè)凹面。
③、拔絲。例如蜂蜜這種非牛頓液體就能夠拉的很細(xì),而牛頓流體則不行。
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3、粘度杯工作原理是通過(guò)流體裝滿粘度杯后,從小孔開(kāi)始流出液體時(shí)計(jì)時(shí),到液體流完后停止計(jì)時(shí),通過(guò)得到的秒表時(shí)間帶入下列公式中換算成為運(yùn)動(dòng)粘度:
V=K(t—c)
式中:
V運(yùn)動(dòng)粘度
t流出時(shí)間
k, c為粘度杯相應(yīng)的常數(shù)
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粘度杯用途是測(cè)量牛頓流體及近似牛頓流體的粘度儀器,粘度杯的工作原理非常的簡(jiǎn)單,也很容易理解,粘度杯可以應(yīng)用于食品、制藥行業(yè)。