同轴圆筒测粘法英文解释翻译、同轴圆筒测粘法的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【化】 coaxial cylinder viscometry

分词翻译：

同的英语翻译：

alike; be the same as; in common; same; together
【医】 con-; homo-

轴的英语翻译：

axes; axis; shaft; spindle
【医】 ax-; ax.; axes; axio-; axis; core

圆筒的英语翻译：

cylinder
【化】 drum

测的英语翻译：

infer; measure; survey

粘的英语翻译：

mucosity; paste; stick; viscidity
【建】 mucopeptide

法的英语翻译：

dharma; divisor; follow; law; standard
【医】 method
【经】 law

专业解析

同轴圆筒测粘法（Coaxial Cylinder Viscometry）是一种广泛应用于流体粘度测量的旋转流变技术。其核心原理是通过测量同心圆筒结构中一个圆筒相对另一个圆筒旋转时产生的扭矩或阻力，来计算待测流体的粘度。以下是详细解释：

一、术语解析与基本原理

术语定义：
- 同轴 (Coaxial)：指两个圆筒（通常为内筒和外筒）共享同一中心轴线，形成环形间隙空间。
- 圆筒 (Cylinder)：指测量系统的几何结构，内筒（Bob）通常为实心圆柱体，外筒（Cup）为包围内筒的圆柱形容器。
- 测粘法 (Viscometry)：测量流体粘度（Viscosity）的科学方法。粘度是流体抵抗流动或剪切变形的内摩擦力的量度。
测量原理：将待测流体样品填充于内筒与外筒之间的环形间隙中。驱动其中一个圆筒（通常是外筒）以设定的角速度（或剪切速率）旋转，另一个圆筒（通常是内筒）则通过扭矩传感器保持固定或测量其受到的扭矩。流体在间隙中受到剪切作用，其抵抗剪切变形的能力（即粘度）会转化为作用在内筒上的扭矩（Torque）。通过测量该扭矩和已知的几何参数（间隙宽度、圆筒高度和半径）及旋转速度，即可计算出流体的粘度。

二、核心结构与工作方式

测量系统构成：
- 外筒 (Cup, Outer Cylinder)：通常作为驱动转子，由马达控制以精确的转速旋转。
- 内筒 (Bob, Inner Cylinder)：通常作为测量转子，连接在精密的扭矩传感器上。当外筒旋转剪切流体时，流体施加在内筒表面的粘性力会产生扭矩。
- 温控系统：精确控制测量池温度，因为粘度对温度高度敏感。
- 扭矩传感器：测量流体剪切作用在内筒上的力矩。
- 角度/转速传感器：测量外筒的旋转速度或角度。
剪切速率与剪切应力：
- 在环形间隙中，流体的剪切速率 (Shear Rate, γ̇) 主要取决于旋转速度 (Ω) 和间隙宽度 (δ)。对于窄间隙设计（内筒半径 Ri 与外筒半径 Ro 接近，δ = Ro - Ri << Ri），剪切速率可近似为均匀分布：γ̇ ≈ Ω * Ri / δ。
- 作用在内筒表面的剪切应力 (Shear Stress, τ) 与测量的扭矩 (M) 直接相关：τ = M / (2π Ri² L)，其中 L 是内筒浸入流体的有效高度。

三、粘度计算（牛顿流体）对于牛顿流体（粘度恒定，不随剪切速率变化），粘度 (η) 可通过以下Margules 方程计算： $$ eta = frac{M delta}{4pi Omega R_i R_o L} $$ 其中：

M = 测量的扭矩
δ = 间隙宽度 (Ro - Ri)
Ω = 外筒旋转的角速度
Ri = 内筒半径
Ro = 外筒半径
L = 内筒浸入深度

四、应用与特点

主要应用：广泛应用于石油化工、食品、制药、化妆品、涂料等行业，测量各种牛顿流体和非牛顿流体（如假塑性流体、膨胀性流体、宾汉流体等）的粘度及流变特性（需结合不同转速/剪切速率下的测量）。
优势：
- 测量范围宽（中低粘度到高粘度均可测）。
- 剪切速率范围相对较宽且可精确控制。
- 样品装填和清洁相对方便。
- 特别适合测量含有颗粒或纤维的悬浮液（间隙较大不易堵塞）。
- 可进行稳态剪切测试和动态振荡测试（部分高级流变仪）。
局限性/注意事项：
- 末端效应：圆筒端部（底部和顶部）的流场与间隙中的理想剪切流场不同，可能引入误差，需进行校正或使用特殊设计的端部（如锥形底）。
- 间隙均匀性：要求极高的加工精度以保证间隙均匀。
- 泰勒涡流：在高转速或大间隙下，可能出现二次流动（泰勒涡流），破坏层流假设，影响测量精度。通常通过保持小间隙和适当转速来避免。
- 温度控制：精确的温度控制至关重要。
- 非牛顿流体分析：对于非牛顿流体，需要测量不同剪切速率下的粘度（流动曲线），并通过相应的流变模型（如幂律模型、卡森模型等）拟合数据以获得流变参数。

五、权威参考来源

教材与专著：
- 陈文芳. 《非牛顿流体力学》. 科学出版社. (经典中文教材，详细讲解包括同轴圆筒在内的各种流变测量原理和方法)。
- R. B. Bird, W. E. Stewart, E. N. Lightfoot. Transport Phenomena (2nd Edition). John Wiley & Sons. (权威的传递现象教材，包含粘度测量基础)。
- H. A. Barnes, J. F. Hutton, K. Walters. An Introduction to Rheology. Elsevier. (流变学经典入门书籍，涵盖测粘技术)。
标准方法：
- ASTM D2196 - Standard Test Methods for Rheological Properties of Non-Newtonian Materials by Rotational (Brookfield type) Viscometer. ASTM International. (广泛使用的工业标准，涉及旋转粘度计，包括同轴圆筒构型)。
- ISO 3219 - Plastics - Polymers/resins in the liquid state or as emulsions or dispersions - Determination of viscosity using a rotational viscometer with defined shear rate. International Organization for Standardization. (规定了使用旋转流变仪（含同轴圆筒）在指定剪切速率下测定粘度的标准方法)。
专业期刊：
- Journal of Rheology (The Society of Rheology 的旗舰期刊，发表流变学基础和应用研究，包含测粘技术进展)。
- Rheologica Acta (国际流变学杂志，涵盖理论和实验流变学，包括粘度测量方法)。

网络扩展解释

同轴圆筒测粘法是一种通过旋转同轴圆筒结构测量流体黏度的实验方法，主要应用于流变学领域。以下是详细解释：

一、定义与原理

该方法基于同轴圆筒旋转黏度计（），核心结构由两个同轴圆柱筒组成（内筒半径r₁，外筒半径r₂），两筒间隙填充被测流体。当内筒或外筒匀速旋转时，流体受剪切作用产生黏性阻力，通过测量扭矩或角速度计算黏度值。

二、关键假设条件

无限长圆筒：忽略末端效应；
无滑移边界：流体与筒壁接触面无相对滑动；
牛顿流体：剪切应力与剪切速率呈线性关系；
稳态层流：流动稳定且无湍流；
轴对称流动：流线为同心圆，无径向/轴向流动（）。

三、数学公式推导

剪切力矩关系：各流层剪切力矩相等，公式为
$$M = 2πrhτ$$
其中，M为力矩，h为内筒浸入高度，τ为切应力。
切应力分布：切应力随半径变化，内筒表面切应力最大：
$$τ₁ = frac{M}{2πr₁h} quad (r₁ < r₂时，τ₁ > τ₂)$$
黏度计算公式：
$$η = frac{M(r₂ - r₁)}{4πΩr₁r₂h}$$
其中Ω为内筒角速度（）。

四、应用特点

测量范围广：可测黏度范围达10²~10⁶ Pa·s，温度覆盖-60℃至300℃（）；
高精度：适用于牛顿流体及部分非牛顿流体特性研究；
操作便捷：通过控制转速直接获取流变数据。

五、仪器类型

分为内旋式（内筒旋转）和外旋式（外筒旋转）两种，实际应用中以内旋式为主（）。

该方法被广泛用于石油化工、食品工业等领域的高黏度流体（如沥青、胶体）测试，更多技术细节可参考流变学专业文献或仪器说明书。