
【化】 falling coaxlal cylinder viscometer
同軸圓筒下落式粘度計(Coaxial Cylinder Falling Viscometer)是一種基于斯托克斯定律設計的流體粘度測量儀器,主要用于測定牛頓流體或非牛頓流體的動态粘度。其核心結構由兩個同軸圓筒組成,内筒為自由下落的重力驅動部件,外筒固定并容納被測液體。當内筒在重力作用下垂直下落時,通過測量其下落速度與流體阻力之間的關系,結合公式推導可計算出流體粘度值。
該儀器遵循黏性流體力學中的層流剪切原理,其粘度計算基于以下公式: $$ eta = frac{(rho_s - rho_f) cdot g cdot d}{18v} $$ 其中$eta$為動态粘度,$rho_s$為内筒密度,$rho_f$為流體密度,$g$為重力加速度,$d$為内筒直徑,$v$為下落終端速度。該公式的修正版本需考慮圓筒端部效應和壁面滑移修正系數。
注:具體操作需參照ISO 3219标準規定的溫度控制要求,建議使用配套恒溫槽保持±0.1℃控溫精度。
根據現有資料,“同軸圓筒下落式粘度計”這一名稱可能存在概念混淆,需結合兩類粘度計的特性進行解釋:
同軸圓筒粘度計
屬于旋轉粘度計的一種()。其結構由外圓筒和内圓柱構成,兩筒之間的狹縫填充待測液體。通過外筒旋轉産生剪切力,液體粘性帶動内筒轉動,最終通過測量内筒軸的扭轉力矩或旋轉角度計算粘度。該設計適用于高溫高壓環境,常用于化工、纖維等領域。
下落式粘度計
典型代表是落球粘度計(),屬于第三類粘度測量方法。原理是通過測量小球在液體中自由下落的速度,結合斯托克斯公式計算粘度:
$$
eta = frac{2r(rho{球}-rho{液})g}{9v}
$$
其中,r為小球半徑,ρ為密度,g為重力加速度,v為下落速度。
可能的混淆點:
“同軸圓筒下落式”可能是對兩種結構的誤組合。現有分類中,同軸圓筒結構屬于旋轉式,而下落法屬于落球式,兩者原理不同。若實際存在此類儀器,可能是通過在同軸圓筒内觀測重物下落速度來測量粘度,但未在權威資料中檢索到相關記錄()。
建議參考權威分類():粘度計主要分為毛細管式、旋轉式、落球式三類,具體設備選擇需根據被測流體性質和應用場景決定。
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