浅论乌氏毛细管粘度计.docx
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浅论乌氏毛细管粘度计
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。
关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,是相关于溶剂来讲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
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
和比浓对数粘度
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[
]表示这种外推值,即
[
]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线的时刻t。
如此外加力确实是高度为h的液体自身的重力,用P表示。
假定液体流淌时没有发生湍流,即外加力P全部用以克服液体对流淌的粘滞阻力。
则依照牛顿粘度定律可导出如下的关系:
(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刻,故V、l、R相等。
上式可改写为:
(8-2)
其中,
。
溶剂(标准溶液)的粘度为
。
而溶液的相对粘度为
(8-3)
液体在液柱高度相同高度时,压力之比能够用密度比代替。
即
,则
(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微小,可近似认为:
,将其代入式(8-4)得:
(8-5)
同时,专门容易得到:
(8-6)
如此,由纯溶剂的流出时刻
和各种浓度的溶液的流出时刻t,可求出各种浓度的
、
、
和
之值。
以
和
分不为纵坐标,C为横坐标作图,得到两条直线。
分不外推至
处,其截距确实是特性粘数[
](见图8-5)。
2
图8-5
和
对C作图
阻碍因素
1.动能的修正
粘度计中外加力除了用以驱动液体流淌以外,同时也可使液体得到动能。
这部分能量的消耗须予以改正,尤其当流速比较大时。
经改正后的式(8-1)变成:
(8-7)
是液体的密度,m是一个与仪器的几何形状有关的常数,其值接近于1。
等式右边第二项确实是动能的改正项。
显然,
,g是重力加速度。
关于乌氏粘度计,流淌中的液柱高度是不变的,因此等效平均液柱高h是一个恒定值。
如此,式(8-2)可改写成:
(8-8)
为简化上式,令
,
,因此
(8-9)
A、B是仪器常数,其值与液体的浓度和粘度无关。
称为运动粘度(或比密粘度),其单位是澌(Stokes),1澌=1厘米2秒-1。
而
称为动力粘度,单位是帕斯卡秒。
二、需注意的问题:
1.大部分仪器需要调整水平,否则会引起读数偏差甚至无法读数。
2.有些仪器需装爱护架,认真阅读讲明书按规定安装,否则会引起读数偏差。
3.注意被测液体的温度,粘度计的垂直度,和溶液的粘度。
数显电子拉力试验机
数显电子拉力试验机要紧用处:
该系列拉力试验机适用于橡胶、塑料、纺织物、防水资料、电线电缆、网绳、金属丝、金属棒、属板等资料的拉伸实验,增加附具可做紧缩、弯曲实验。
具有实验力数字显现,实验速度连续可调,试样拉断自动停机,峰值坚持等功用。
一、橡胶的拉伸试验需要求取以下几项或七项的参数
1.试样拉伸至断裂过程中出现的最大力值(拉伸强度);
2.试样断裂时的力值(断裂强度);
3.屈服点对应的力值(屈服点拉伸应力);
4.试样拉伸到给定伸长率时的力值(定伸应力);
5.试样拉伸至给定应力时的伸长率(定应力伸长率);
6.屈服点对应的伸长率(屈服点伸长率);
7.试样断裂时的伸长率(扯断伸长率)。
二、依照以上所测参数的要求。
橡胶拉伸试验过程中需要跟踪的数据有两项:
拉力力值和标距变化量。
因此用于测试橡胶拉伸性能的橡胶拉力试验机必须满足以下四个要求:
1.大行程。
由于橡胶在拉伸时变形量专门大,尤其是乳胶制品,伸长率有可能高达1000%以上。
因此在橡胶试样断裂之前,必须保证夹持器有足够的行程。
2.高精度及高频率的数据采集。
拉伸橡胶不需要专门大的力,拉力测量范围不需要专门大,因此需要力值的精度较高。
一般要求试验机能够求取小数点后两位以上精度的力值。
此外由于检测橡胶拉伸性能需要拉伸过程中的数个拉力值,而拉伸试验又不可重复,因此即时准确记录每个试验段的拉力力值关于试验成败起着特不重要的作用。
3.准确的标距测量和记录装置。
试样标距的测量是计算橡胶伸长率的重要数据,因此橡胶拉伸试验中拉力试验机必须准确地测量试样的应变量,并即时地记录下来。
4.能够准确描述应力-应变曲线的装置。
拉伸试样中的拉力值和标距之间有着紧密的联系,例如:
试样的定伸应力需要测量试样拉伸到给定伸长率的力值,而定应力则需要测量试样拉伸到给定应力的标距。
试验完成后,准确的应力-应变曲线能够再现试验过程,并清晰的反映每个试验段的数值,便于计算试验要求的项目
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