粘度是液體的一種常見的物理性質,液體粘度的測量在工業生產中具有十分重要的意義。目前測量液體粘度最常用的方法是旋
轉法,旋轉法的 載體——旋轉式粘度計是一種以電機為動力源,聯 軸器帶動轉軸克服粘滯阻力旋轉,通過測量電機游 絲的扭轉角,完
成對液體粘度進行測量的工具,現 已被廣泛應用于化工、食品等行業中液態聚合物的 動力粘度測量。近年來,對旋轉式粘度計的研
究主 要集中于測量誤差分析、非牛頓流體特性的測 量[5-9]以及新型旋轉式粘度計的開發等方面。
傳統的旋轉式粘度計的工作原理大體相似。如 圖1所示,同步電機作為動力源提供一個穩定的轉 速,電機連接帶刻度的圓盤,通
過電機游絲和轉軸 帶動轉子或轉筒旋轉,轉子在受到液體的粘滯阻力 時會使得游絲產生反向扭轉,從而產生扭矩M平衡 粘滯阻力,
此時根據旋轉式粘度計粘度值的計算公 式,只要測量得到游絲的扭轉角,即可算得液體的 粘度。粘度值的計算公式為:
在應用旋轉式粘度計實際測量粘度的過程中,SMC值往往作為常量使用,采用標準液在某一參數下校準后的值。需要注意的是,
轉子常數只在旋 轉式粘度計間隙流處于定常層流態時恒定,但這一 假設在實際工作狀態下并不能得到保證。SMC值與內外轉子間隙
比、轉軸轉速以及轉子結構有關, 在測量前需對SMC值進行修正。除此之外,上述 關系都只適用于牛頓流體,而對于非牛頓流體,
如 賓漢流體、冪律流體、卡森流體來說,由于其流場 中的剪切速率、剪切應變的分布與牛頓流體不同, 若套用牛頓流體進行計算,
也將產生一定的測量誤 差。為了減小測量誤差,需要對旋轉式粘度計 進行誤差分析與修正。