粘度是流體的重要物理性質(zhì)之一,粘度的測(cè)定在 工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)學(xué)科研究中具有重要的意義.測(cè)定液 體粘度的方法和設(shè)備將直接決定生產(chǎn)耗費(fèi).粘度數(shù)據(jù) 的及時(shí)獲得以及粘度測(cè)量的誤差,都有可能影響企業(yè) 利益或科學(xué)研究成敗.
流量計(jì)的基礎(chǔ) 上引入了層析成像技術(shù),提出了一種非侵入、無壓損、可在線測(cè)量含屈服應(yīng)力的非牛頓流體粘度的新方法. 該方法可有效測(cè)量非牛頓流體的粘度,且具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、中等精度的特點(diǎn).
非牛頓流體普遍存在于化工、食品及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,非牛頓流體涉及許多工業(yè)過程的工藝、設(shè)備、效率和產(chǎn)品質(zhì)量,也和人類本身的生活與健康密切相關(guān)。粘度反映了非牛頓流體的基本特征,也是很多高分子發(fā)酵產(chǎn)物和農(nóng)產(chǎn)品天然活性物質(zhì)提取、加工處理過程中的一個(gè)重要參數(shù)。
非牛頓流體普遍存在于化工、食品及生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域,嚴(yán)格地說,牛頓流體只是非牛頓流體的一種特殊形式。非牛頓流體涉及許多工業(yè)過程(包括高分子發(fā)酵產(chǎn)物和農(nóng)產(chǎn)品天然產(chǎn)物提取) 的工藝、設(shè)備、效率和產(chǎn)品質(zhì)量,也和人類本身的生活與健康密切相關(guān),因此,對(duì)非牛頓流體性質(zhì)及行為的研究具有重要意義。生物體液、血液均為非牛頓流體,很多高分子發(fā)酵產(chǎn)物如聚谷氨酸、黃原膠、冷凝膠、微生物多糖以及農(nóng)產(chǎn)品天然活性物質(zhì)如香菇多糖、南瓜多糖等均是非牛頓流體。
粘度是流體的重要物理性質(zhì)之—, 是區(qū)分牛頓流體和非牛頓流體的一個(gè)重要參數(shù), 在實(shí)際應(yīng)用中,非牛頓流體粘度的測(cè)量有其廣泛的用途;粘度法是測(cè)定高聚物相對(duì)分了質(zhì)量的最常用方法, 它能夠提供有效的高分子物質(zhì)在溶液中的形態(tài)、構(gòu)象、 大分子鏈段間及與溶劑間的相互作用等信息[1];高聚物聚合度及反應(yīng)終點(diǎn)的控制也必須測(cè)量粘度; 粘度在多種農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)鑒定中是一項(xiàng)非常重要的衡量指標(biāo), 粘度的不同代表著其性能的差別,影響著其在某一領(lǐng)域的應(yīng)用;在許多農(nóng)產(chǎn)品應(yīng)用中,如食用油、殼聚糖、魔芋粉、魔芋葡甘露聚糖等均需要了解具體粘度;食品中的奶油、面粉、巧克力、? 果凍等的粘度用于評(píng)價(jià)原料及成品的質(zhì)量,也為原料的配方及生產(chǎn)工藝提供技術(shù)依據(jù)。因此粘度的測(cè)定在工業(yè)生產(chǎn)和基礎(chǔ)學(xué)科研究中具有重要的意義。 測(cè)定液體粘度的方法和設(shè)備將直接決定生產(chǎn)耗費(fèi)。 粘度數(shù)據(jù)的及時(shí)獲得以及粘度測(cè)量的誤差, 都有可能影響企業(yè)利益或科學(xué)研究成敗。
1??????? 非牛頓流體的基本特性 牛頓流體流動(dòng)時(shí)所需剪應(yīng)力不隨流速的改變而改變,純液體和低分子物質(zhì)的溶液屬于此類;非牛頓流體流動(dòng)時(shí)所需剪應(yīng)力隨流速的改變而改變,高聚物的溶液、混懸液、乳劑和表面活性劑的溶液一般屬于此類[2]。 研究流體的流變學(xué)特征,一般是假定被測(cè)液體為牛頓流體,但是,實(shí)際上自然界 90%的流體為非牛頓流體,不過,大多數(shù)流體的粘度隨剪切力變化發(fā)生變化的幅度并不大,所以我們還是采用牛頓力學(xué)的數(shù)學(xué)模型來研究和測(cè)定,? 因此測(cè)定非牛頓流體粘度時(shí)測(cè)定結(jié)果有時(shí)候有一些變化,測(cè)定值有些漂移,總感覺到讀數(shù)不夠其他分析方法來得穩(wěn),其實(shí)這是正常的。因?yàn)榘凑张nD粘性定律,對(duì)于給定流體,以剪應(yīng)力對(duì)速度梯度作圖,可得到通過原點(diǎn)的直線,其斜率就是給定溫度下該流體的粘度。實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)氣體及大多數(shù)低摩爾質(zhì)量液體,屬于牛頓型流體。為非牛頓型流體不遵循這一規(guī)律,因此其用表觀粘度描述。表觀粘度不再是純粹的物性, 根據(jù)非牛頓型流體的表觀粘度隨速度梯度而變的關(guān)系。
- 非牛頓型流體分成
- 假塑性流體
- 脹塑性流體
- 粘塑性流體
- 觸變性流體
- 粘彈性流體。
假塑性流體的表觀粘度隨速度梯度的增高而減低的現(xiàn)象,稱為“剪切稀化”現(xiàn)象。其它非牛頓型流體還有“爬桿”與“無管虹吸”等有趣的現(xiàn)象。 在牛頓型流體中加入少量級(jí)高分子物質(zhì), 流體就可能成為粘彈性流體,使流動(dòng)的阻力大幅度降低,產(chǎn)生所謂地減阻現(xiàn)象。
在線粘度計(jì)在工業(yè)中應(yīng)用非常廣泛。近幾年來,隨著工業(yè)生產(chǎn)要求越來越嚴(yán)格, 研究人員對(duì)粘度計(jì)做了很多改進(jìn);同時(shí),隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、光學(xué)技術(shù)、圖像技術(shù)、傳感器技術(shù)的不斷進(jìn)步,也大大推動(dòng)了液體粘度測(cè)定技術(shù)的發(fā)展, 液體粘度的測(cè)定方法及測(cè)定裝置也得到了不斷的完善和創(chuàng)新。 這些新型的粘度測(cè)量技術(shù)和裝置也為非牛頓流體粘度的測(cè)定帶來了更多的選擇,使得測(cè)定更為方便、結(jié)果更為準(zhǔn)確。