同軸圓筒測粘法英文解釋翻譯、同軸圓筒測粘法的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 coaxial cylinder viscometry

分詞翻譯：

同的英語翻譯：

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

軸的英語翻譯：

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

圓筒的英語翻譯：

cylinder
【化】 drum

測的英語翻譯：

infer; measure; survey

粘的英語翻譯：

mucosity; paste; stick; viscidity
【建】 mucopeptide

法的英語翻譯：

dharma; divisor; follow; law; standard
【醫】 method
【經】 law

專業解析

同軸圓筒測粘法（Coaxial Cylinder Viscometry）是一種廣泛應用于流體粘度測量的旋轉流變技術。其核心原理是通過測量同心圓筒結構中一個圓筒相對另一個圓筒旋轉時産生的扭矩或阻力，來計算待測流體的粘度。以下是詳細解釋：

一、術語解析與基本原理

術語定義：
- 同軸 (Coaxial)：指兩個圓筒（通常為内筒和外筒）共享同一中心軸線，形成環形間隙空間。
- 圓筒 (Cylinder)：指測量系統的幾何結構，内筒（Bob）通常為實心圓柱體，外筒（Cup）為包圍内筒的圓柱形容器。
- 測粘法 (Viscometry)：測量流體粘度（Viscosity）的科學方法。粘度是流體抵抗流動或剪切變形的内摩擦力的量度。
測量原理：将待測流體樣品填充于内筒與外筒之間的環形間隙中。驅動其中一個圓筒（通常是外筒）以設定的角速度（或剪切速率）旋轉，另一個圓筒（通常是内筒）則通過扭矩傳感器保持固定或測量其受到的扭矩。流體在間隙中受到剪切作用，其抵抗剪切變形的能力（即粘度）會轉化為作用在内筒上的扭矩（Torque）。通過測量該扭矩和已知的幾何參數（間隙寬度、圓筒高度和半徑）及旋轉速度，即可計算出流體的粘度。

二、核心結構與工作方式

測量系統構成：
- 外筒 (Cup, Outer Cylinder)：通常作為驅動轉子，由馬達控制以精确的轉速旋轉。
- 内筒 (Bob, Inner Cylinder)：通常作為測量轉子，連接在精密的扭矩傳感器上。當外筒旋轉剪切流體時，流體施加在内筒表面的粘性力會産生扭矩。
- 溫控系統：精确控制測量池溫度，因為粘度對溫度高度敏感。
- 扭矩傳感器：測量流體剪切作用在内筒上的力矩。
- 角度/轉速傳感器：測量外筒的旋轉速度或角度。
剪切速率與剪切應力：
- 在環形間隙中，流體的剪切速率 (Shear Rate, γ̇) 主要取決于旋轉速度 (Ω) 和間隙寬度 (δ)。對于窄間隙設計（内筒半徑 Ri 與外筒半徑 Ro 接近，δ = Ro - Ri << Ri），剪切速率可近似為均勻分布：γ̇ ≈ Ω * Ri / δ。
- 作用在内筒表面的剪切應力 (Shear Stress, τ) 與測量的扭矩 (M) 直接相關：τ = M / (2π Ri² L)，其中 L 是内筒浸入流體的有效高度。

三、粘度計算（牛頓流體）對于牛頓流體（粘度恒定，不隨剪切速率變化），粘度 (η) 可通過以下Margules 方程計算： $$ eta = frac{M delta}{4pi Omega R_i R_o L} $$ 其中：

M = 測量的扭矩
δ = 間隙寬度 (Ro - Ri)
Ω = 外筒旋轉的角速度
Ri = 内筒半徑
Ro = 外筒半徑
L = 内筒浸入深度

四、應用與特點

主要應用：廣泛應用于石油化工、食品、制藥、化妝品、塗料等行業，測量各種牛頓流體和非牛頓流體（如假塑性流體、膨脹性流體、賓漢流體等）的粘度及流變特性（需結合不同轉速/剪切速率下的測量）。
優勢：
- 測量範圍寬（中低粘度到高粘度均可測）。
- 剪切速率範圍相對較寬且可精确控制。
- 樣品裝填和清潔相對方便。
- 特别適合測量含有顆粒或纖維的懸浮液（間隙較大不易堵塞）。
- 可進行穩态剪切測試和動态振蕩測試（部分高級流變儀）。
局限性/注意事項：
- 末端效應：圓筒端部（底部和頂部）的流場與間隙中的理想剪切流場不同，可能引入誤差，需進行校正或使用特殊設計的端部（如錐形底）。
- 間隙均勻性：要求極高的加工精度以保證間隙均勻。
- 泰勒渦流：在高轉速或大間隙下，可能出現二次流動（泰勒渦流），破壞層流假設，影響測量精度。通常通過保持小間隙和適當轉速來避免。
- 溫度控制：精确的溫度控制至關重要。
- 非牛頓流體分析：對于非牛頓流體，需要測量不同剪切速率下的粘度（流動曲線），并通過相應的流變模型（如幂律模型、卡森模型等）拟合數據以獲得流變參數。

五、權威參考來源

教材與專著：
- 陳文芳. 《非牛頓流體力學》. 科學出版社. (經典中文教材，詳細講解包括同軸圓筒在内的各種流變測量原理和方法)。
- R. B. Bird, W. E. Stewart, E. N. Lightfoot. Transport Phenomena (2nd Edition). John Wiley & Sons. (權威的傳遞現象教材，包含粘度測量基礎)。
- H. A. Barnes, J. F. Hutton, K. Walters. An Introduction to Rheology. Elsevier. (流變學經典入門書籍，涵蓋測粘技術)。
标準方法：
- ASTM D2196 - Standard Test Methods for Rheological Properties of Non-Newtonian Materials by Rotational (Brookfield type) Viscometer. ASTM International. (廣泛使用的工業标準，涉及旋轉粘度計，包括同軸圓筒構型)。
- 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. (規定了使用旋轉流變儀（含同軸圓筒）在指定剪切速率下測定粘度的标準方法)。
專業期刊：
- Journal of Rheology (The Society of Rheology 的旗艦期刊，發表流變學基礎和應用研究，包含測粘技術進展)。
- Rheologica Acta (國際流變學雜志，涵蓋理論和實驗流變學，包括粘度測量方法)。

網絡擴展解釋

同軸圓筒測粘法是一種通過旋轉同軸圓筒結構測量流體黏度的實驗方法，主要應用于流變學領域。以下是詳細解釋：

一、定義與原理

該方法基于同軸圓筒旋轉黏度計（），核心結構由兩個同軸圓柱筒組成（内筒半徑r₁，外筒半徑r₂），兩筒間隙填充被測流體。當内筒或外筒勻速旋轉時，流體受剪切作用産生黏性阻力，通過測量扭矩或角速度計算黏度值。

二、關鍵假設條件

無限長圓筒：忽略末端效應；
無滑移邊界：流體與筒壁接觸面無相對滑動；
牛頓流體：剪切應力與剪切速率呈線性關系；
穩态層流：流動穩定且無湍流；
軸對稱流動：流線為同心圓，無徑向/軸向流動（）。

三、數學公式推導

剪切力矩關系：各流層剪切力矩相等，公式為
$$M = 2πrhτ$$
其中，M為力矩，h為内筒浸入高度，τ為切應力。
切應力分布：切應力隨半徑變化，内筒表面切應力最大：
$$τ₁ = frac{M}{2πr₁h} quad (r₁ < r₂時，τ₁ > τ₂)$$
黏度計算公式：
$$η = frac{M(r₂ - r₁)}{4πΩr₁r₂h}$$
其中Ω為内筒角速度（）。

四、應用特點

測量範圍廣：可測黏度範圍達10²~10⁶ Pa·s，溫度覆蓋-60℃至300℃（）；
高精度：適用于牛頓流體及部分非牛頓流體特性研究；
操作便捷：通過控制轉速直接獲取流變數據。

五、儀器類型

分為内旋式（内筒旋轉）和外旋式（外筒旋轉）兩種，實際應用中以内旋式為主（）。

該方法被廣泛用于石油化工、食品工業等領域的高黏度流體（如瀝青、膠體）測試，更多技術細節可參考流變學專業文獻或儀器說明書。