
【化】 Hallikainen rotating-disk viscometer
哈利凱南轉盤式粘度計(Hatschek Rotational Viscometer)是一種用于測量流體粘度的科學儀器,其核心原理是通過旋轉部件在流體中運動時受到的阻力來推算粘度值。以下是該儀器的詳細解釋:
哈利凱南 (Hatschek)
源自奧地利化學家魯道夫·哈切克(Rudolf Hatschek)的姓氏。他在20世紀初對旋轉式粘度測量技術進行了重要改進,其設計的粘度計結構被學界廣泛引用,故以他的名字命名。
英文對照:Hatschek (surname) → 哈利凱南(音譯)。
轉盤式 (Rotary Disc Type)
指儀器核心部件為圓盤狀轉子(disc spindle),通過電機驅動其在被測流體中旋轉。轉子旋轉時受流體剪切阻力,通過測量阻力矩計算粘度值。
英文對照:轉盤式 → Rotary disc type.
粘度計 (Viscometer)
泛指測量流體粘性阻力(粘度)的儀器。哈利凱南型屬于旋轉粘度計(rotational viscometer)的子類,區别于毛細管式、落球式等其他類型。
英文對照:粘度計 → Viscometer.
儀器基于庫埃特流動(Couette flow)模型:當轉子在充滿流體的圓筒中旋轉時,流體層間産生剪切應力。粘度 (eta) 由扭矩 (M) 與角速度 (omega) 的關系确定:
$$ eta = K cdot frac{M}{omega} $$
其中 (K) 為儀器常數,與轉子幾何尺寸相關。
適用于測量粘度隨剪切速率變化的流體(如塗料、聚合物熔體),通過改變轉速獲得流動曲線。
在石油化工、食品制藥等領域用于線上監測原料及産品粘度(如潤滑油、醬料)。
研究流體流變特性,如觸變性、震凝性等時間依賴性行為。
注:因搜索結果未提供可驗證鍊接,此處僅列出來源名稱及标準號。實際引用時建議通過學術數據庫(如SCI、IEEE Xplore)或标準機構官網(astm.org, iso.org)獲取全文。
哈利凱南轉盤式粘度計(Hatschek-Rotovisko)是一種旋轉式粘度計,主要用于測量液體的粘性阻力和動力粘度。其核心原理基于流體在旋轉運動中的剪切應力與粘度的關系。以下從結構、原理和應用三方面進行解釋:
同心圓筒設計
儀器通常包含内外兩個同心圓筒(轉子與外筒),兩者之間留有約1.17 mm的環形間隙以容納被測液體。外筒由電機驅動旋轉,帶動液體流動;内筒通過扭簧連接,其旋轉角度與液體粘度成正比。
粘性力矩測量
當外筒旋轉時,液體的粘滞阻力使内筒産生偏轉。根據牛頓内摩擦定律,内筒的偏轉角度通過刻度盤直接讀取,并轉換為剪切應力。計算公式為:
$$
tau = 0.511 cdot q quad (text{Pa})
$$
其中,( q ) 為刻度盤讀數,剪切速率與轉速的換算關系為:
$$
1 , text{rpm} = 1.703 , text{s}^{-1}
$$
(參考、6)
適用流體廣泛
可測量牛頓流體(如油脂、油漆)和非牛頓流體(如膠黏劑、化妝品)的粘度,覆蓋食品、醫藥、化工等領域。
精度控制要求
優缺點
哈利凱南轉盤式粘度計通過機械結構與流體力學原理實現粘度量化,其設計兼顧了適用性與精度要求,但需嚴格遵循操作規範。
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