非牛顿流体/牛顿流体在线在线测量方法在线粘度计

粘度是流体的重要物理性质之一,粘度的测定在 工业生产和基础学科研究中具有重要的意义.测定液 体粘度的方法和设备将直接决定生产耗费.粘度数据 的及时获得以及粘度测量的误差,都有可能影响企业 利益或科学研究成败.

在线粘度计测量牛顿流体非牛顿流体

流量计的基础 上引入了层析成像技术,提出了一种非侵入、无压损、可在线测量含屈服应力的非牛顿流体粘度的新方法. 该方法可有效测量非牛顿流体的粘度,且具有结构简单、中等精度的特点.

非牛顿流体普遍存在于化工、食品及生物医学等领域,非牛顿流体涉及许多工业过程的工艺、设备、效率和产品质量,也和人类本身的生活与健康密切相关。粘度反映了非牛顿流体的基本特征,也是很多高分子发酵产物和农产品天然活性物质提取、加工处理过程中的一个重要参数。

非牛顿流体普遍存在于化工、食品及生物医学等领域,严格地说,牛顿流体只是非牛顿流体的一种特殊形式。非牛顿流体涉及许多工业过程(包括高分子发酵产物和农产品天然产物提取) 的工艺、设备、效率和产品质量,也和人类本身的生活与健康密切相关,因此,对非牛顿流体性质及行为的研究具有重要意义。生物体液、血液均为非牛顿流体,很多高分子发酵产物如聚谷氨酸、黄原胶、冷凝胶、微生物多糖以及农产品天然活性物质如香菇多糖、南瓜多糖等均是非牛顿流体。

粘度是流体的重要物理性质之—, 是区分牛顿流体和非牛顿流体的一个重要参数, 在实际应用中,非牛顿流体粘度的测量有其广泛的用途;粘度法是测定高聚物相对分了质量的最常用方法, 它能够提供有效的高分子物质在溶液中的形态、构象、 大分子链段间及与溶剂间的相互作用等信息[1];高聚物聚合度反应终点的控制也必须测量粘度; 粘度在多种农产品品质鉴定中是一项非常重要的衡量指标, 粘度的不同代表着其性能的差别,影响着其在某一领域的应用;在许多农产品应用中,如食用油、壳聚糖、魔芋粉、魔芋葡甘露聚糖等均需要了解具体粘度;食品中的奶油、面粉、巧克力、  果冻等的粘度用于评价原料及成品的质量,也为原料的配方及生产工艺提供技术依据。因此粘度的测定在工业生产和基础学科研究中具有重要的意义。 测定液体粘度的方法和设备将直接决定生产耗费。 粘度数据的及时获得以及粘度测量的误差, 都有可能影响企业利益或科学研究成败。

1        非牛顿流体的基本特性 牛顿流体流动时所需剪应力不随流速的改变而改变,纯液体和低分子物质的溶液属于此类;非牛顿流体流动时所需剪应力随流速的改变而改变,高聚物的溶液、混悬液、乳剂和表面活性剂的溶液一般属于此类[2]。 研究流体的流变学特征,一般是假定被测液体为牛顿流体,但是,实际上自然界 90%的流体为非牛顿流体,不过,大多数流体的粘度随剪切力变化发生变化的幅度并不大,所以我们还是采用牛顿力学的数学模型来研究和测定,  因此测定非牛顿流体粘度时测定结果有时候有一些变化,测定值有些漂移,总感觉到读数不够其他分析方法来得稳,其实这是正常的。因为按照牛顿粘性定律,对于给定流体,以剪应力对速度梯度作图,可得到通过原点的直线,其斜率就是给定温度下该流体的粘度。实验表明,对气体及大多数低摩尔质量液体,属于牛顿型流体。为非牛顿型流体不遵循这一规律,因此其用表观粘度描述。表观粘度不再是纯粹的物性, 根据非牛顿型流体的表观粘度随速度梯度而变的关系。

  • 非牛顿型流体分成
    • 假塑性流体
    • 胀塑性流体
    • 粘塑性流体
    • 触变性流体
    • 粘弹性流体。

假塑性流体的表观粘度随速度梯度的增高而减低的现象,称为“剪切稀化”现象。其它非牛顿型流体还有“爬杆”与“无管虹吸”等有趣的现象。 在牛顿型流体中加入少量级高分子物质, 流体就可能成为粘弹性流体,使流动的阻力大幅度降低,产生所谓地减阻现象。

在线粘度计在工业中应用非常广泛。近几年来,随着工业生产要求越来越严格, 研究人员对粘度计做了很多改进;同时,随着计算机技术、光学技术、图像技术、传感器技术的不断进步,也大大推动了液体粘度测定技术的发展, 液体粘度的测定方法及测定装置也得到了不断的完善和创新。 这些新型的粘度测量技术和装置也为非牛顿流体粘度的测定带来了更多的选择,使得测定更为方便、结果更为准确。


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