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牛顿流体是否影响到对粘度计测量的选择

2022年06月18日 10:36来源:深圳市三恩时科技有限公司 >>进入该公司展台人气:12


什么是牛顿流体和非牛顿流体?

⑴、牛顿流体是牛顿提出的一种理想粘性流体状态,即相邻的两层平行流动的液体间的剪切应力与垂直于流动方向的速度梯度成正比。牛顿流体的特点是流体流变方程τ=ηγ中的η是个常数,这个η也就是流体的粘度。生活中牛顿流体例如水、酒精、轻质油、低速流动的气体等均为牛顿流体。怎么理解流变方程中的η常数?即在倒水的时水注上下两端大小差距不会太大,水倒完也比较利索;而如果η不是常数,例如倒蜂蜜或者糖浆时,上下两端差距很大,上端很粗,下端很细。粘度η与温度有很大的影响,加热蜂蜜或者糖浆比没有加热的更容易倒出来。


非牛顿流体

非牛顿流体


⑵、非牛顿液体即η不是常数。例如血液、淋巴液、囊液都是非牛顿液体,高分子聚合物溶液、泥石流、牙膏、油墨、油漆、涂料,以及淀粉液体、果酱、土豆酱、面团、肉酱都是非牛顿液体。是不是已经理解了牛顿流体与非牛顿流体的区别?其实判断是否是牛顿流体可以通过下面几个小试验:

①、虹吸试验。将一个管子放入一个盛水的容器中,然后对着管子狠吸一口,当吸出的水面低于容器水面,水就会无限制的流出来。正常情况下,如果是牛顿液体比如水,当虹吸过程中的管道提起后,虹吸试验会被终止,而非牛顿液体就算管道离开容器液面一定距离的情况下,试验仍会继续。

②、凹面试验。在一个容器中使用筷子搅拌液体,如果是牛顿液体例如水,容器中心会形成一个凹面漩涡,而如果是非牛顿液体,那么容器中反而会形成一个凸面,液体会顺着筷子或者手向上“爬”。

③、、拔丝现象。例如蜂蜜这种非牛顿液体就能够拉的很细,面团也是如此,而牛顿液体例如水,无论如何也不可能形成拔丝。


其实粘度并不只存在于非牛顿流体中,之所以经常提及非牛顿流体,主要原因是非牛顿流体的粘度值会随着温度发生一些变化,而牛顿流体的粘度是恒定的,即牛顿液体流变方程τ=ηγ中的η是个常数,这个η也就是液体的粘度。所有流体都可以看做是有粘度的,也有粘性,只是粘度大小值及随着温度变化的情况不一样而已。


假设两不同平面但平行的流体,拥有相同的面积”A”,相隔距离”dx”,且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动,保持此不同流速的力量正比于流体的相对速度或速度梯度,即:

τ= ηdv/dx =ηD(牛顿公式) 其中η是动力粘度,与材料性质有关。

牛顿流体:符合牛顿公式的流体。粘度只与温度有关,与切变速率无关,τ与D为正比关系。

非牛顿流体:不符合牛顿公式 τ/D=f(D),以ηa表示一定(τ/D)下的粘度,称表观粘度。


我们生产和生活中多接触的样品绝大多数都是非牛顿流体,它们的粘度会随剪切率或转速的改变而变化。非牛顿流体样品的流变特性非常复杂,但基本都会随剪切率(转速)、温度而改变,有些流体样品还和剪切时间相关。


在对粘度计选型之前,我们需要考虑我们待测量流体的样品是牛顿流体还是非牛顿流体,因为是否测量牛顿流体也影响到对粘度计的选择,以下我们整理了一些经验内容如下:


1、粘度杯通常用于测量牛顿及类牛顿流体的粘度,它们的粘度范围都比较小,即粘度杯的测量范围限制的粘度杯测量流体粘度的种类;

2、旋转流变仪应用范围,可以用于非牛顿流体的测量;

3、音叉式振动粘度计不仅适用于牛顿流体,同样也适用于非牛顿液体;

4、落球粘度计测量工作原理是基于Hoeppler测量而来的,是对透明牛顿流体进行简单而精确的动态粘度测量;

5、运动粘度测定仪可以测量牛顿流体;

6、斯托默粘度计适用于大多数的非牛顿流体的测量;

7、锥板粘度计是一种旋转粘度计,其同轴部件由一块平板和圆形锥板组成,用于测量非牛顿流体的粘度。

8、博勒飞可提供各粘度范围的符合牛顿流体性质的硅油或油类标准液,精度±1%,粘度标准液的建议自开封起使用期限为一年。


总结:对于您所处的行业测量流体是哪种类型的,可以自行判断,也可以通过联系粘度计厂家客服进行咨询,以便于对粘度计选型提供帮助。

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