
【化】 eccentric cylinder rheometer
偏心圆筒式流变仪(Eccentric Cylinder Rheometer)是一种用于测量非牛顿流体流变特性的实验装置,其核心设计基于两个不同轴心的圆柱筒结构。以下是其详细解释与专业背景:
1. 定义与结构原理
该仪器由内、外双层圆筒组成,其中内筒与外筒呈偏心配置(非同心圆结构),通过控制内筒的旋转角速度,可在样品间隙中产生非均匀剪切场。根据《流变测量技术手册》(机械工业出版社,2020)的描述,这种设计能够模拟真实工业场景中复杂剪切条件,尤其适用于研究剪切稀化或剪切增稠型流体的本构方程。
2. 核心参数与功能
其测量指标包括剪切应力($tau$)、剪切速率($dot{gamma}$)和表观粘度($eta$),满足公式:
$$ tau = eta cdot dot{gamma} $$
中国国家标准化管理委员会在《非牛顿流体测试方法》(GB/T 10247-2019)中明确,该设备可通过扭矩传感器和转速控制系统实现高精度数据采集,误差范围小于±1.5%。
3. 应用领域
清华大学高分子研究所的实验研究表明,该仪器在食品工业(如巧克力涂层粘度优化)、石油开采(钻井液流变行为分析)及3D打印材料开发中具有不可替代性。其偏心结构相较于传统同心圆筒流变仪,可有效避免壁面滑移现象,提升高固含量样品的测试准确性。
4. 技术优势
美国材料与试验协会(ASTM D7175)指出,偏心圆筒式流变仪支持宽剪切速率范围(0.01-1000 s⁻¹),且通过可更换筒径模块实现多尺度流变表征,这一特性使其成为ISO 3219标准推荐的五大流变测量设备之一。
偏心圆筒式流变仪是一种特殊设计的流变测量仪器,主要用于研究材料在复杂流场中的流变特性。以下是其核心要点:
偏心圆筒式流变仪通过调节内筒与外筒的偏心度,形成同时包含剪切流场和拉伸流场的复杂流动环境。这种设计突破了传统旋转流变仪仅能产生单一剪切流的局限性。
如需进一步了解技术细节,可查阅华南理工大学相关硕士论文或化工领域专业文献。
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