粘度概念及粘度計(jì)的使用

1、粘度的概念

經(jīng)常聽(tīng)到粘度這個(gè)詞，可是粘度的真正定義是什么呢？

黏度 （Viscosity），也寫(xiě)作“粘度“。將兩塊面積為1m2的板浸于液體中，兩板距離為1米，若加1N的切應(yīng)力，使兩板之間的相對(duì)速率為1m/s,則此液體的粘度為1Pa.s。將流動(dòng)著的液體看作許多相互平行移動(dòng)的液層，各層速度不同，形成速度梯度(dv/dx)，這是流動(dòng)的基本特征。 由于速度梯度的存在，流動(dòng)較慢的液層阻滯較快液層的流動(dòng)，因此，液體產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)阻力。為使液層維持一定的速度梯度運(yùn)動(dòng)，必須對(duì)液層施加一個(gè)與阻力相反的反向力。

黏滯力就是流體受到剪應(yīng)力變形或拉伸應(yīng)力時(shí)所產(chǎn)生的阻力。在日常生活方面，黏滯像是“黏稠度”或“流體內(nèi)的摩擦力”。因此，水是“稀薄”的，具有較低的黏滯力，而蜂蜜是“濃稠”的，具有較高的黏滯力。簡(jiǎn)單地說(shuō)，黏滯力越低（黏滯系數(shù)低）的流體，流動(dòng)性越佳。

2、粘度是怎么測(cè)試的呢？

黏度測(cè)定有：動(dòng)力黏度、運(yùn)動(dòng)黏度和條件黏度三種測(cè)定方法。

(1)動(dòng)力黏度：ηt是二液體層相距1厘米，其面積各為1(平方厘米)相對(duì)移動(dòng)速度為1厘米/秒時(shí)所產(chǎn)生的阻力，單位為克/厘米·秒。1克/厘米·秒=1泊一般：工業(yè)上動(dòng)力黏度單位用泊來(lái)表示。

(2)運(yùn)動(dòng)黏度：在溫度t℃時(shí)，運(yùn)動(dòng)黏度用符號(hào)γ表示，在單位制中，運(yùn)動(dòng)黏度單位為斯，即每秒平方米(m2/s)，實(shí)際測(cè)定中常用厘斯，(cst)表示厘斯的單位為每秒平方毫米(即 1cst=1mm2/s)。運(yùn)動(dòng)黏度廣泛用于測(cè)定噴氣燃料油、柴油、潤(rùn)滑油等液體石油產(chǎn)品深色石油產(chǎn)品、使用后的潤(rùn)滑油、原油等的黏度，運(yùn)動(dòng)黏度的測(cè)定采用逆流法

(3)條件黏度：指采用不同的特定黏度計(jì)所測(cè)得的以條件單位表示的黏度，各國(guó)通常用的條件黏度有以下三種：恩氏黏度、賽氏黏度、雷氏黏度。

3、測(cè)試粘度時(shí)需要注意什么？

根據(jù)不同粘度測(cè)試儀的測(cè)量原理，為了獲得準(zhǔn)確可靠的測(cè)量數(shù)據(jù)使用粘度計(jì)必須注意以下幾點(diǎn)：

一、儀器的性能指標(biāo)必須滿足國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程度要求。使用中的儀器要進(jìn)行周期檢定，必要時(shí)（儀器使用頻繁或處于合格臨界狀態(tài)）要進(jìn)行中間自查以確定其計(jì)量性能合格，系數(shù)誤差在允許范圍內(nèi)，否則無(wú)法獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

二、特別注意被測(cè)液體的溫度。許多用戶忽視這一點(diǎn),認(rèn)為溫度差一點(diǎn)無(wú)所謂，我們的實(shí)驗(yàn)證明：當(dāng)溫度偏差0.5℃時(shí)，有些液體粘度值偏差超過(guò)5％，溫度偏差對(duì)粘度影響很大，溫度升高，粘度下降。所以要特別注意將被測(cè)液體的溫度恒定在規(guī)定的溫度點(diǎn)附近，對(duì)jing確測(cè)量盡量不要超過(guò)0.1℃。

三、測(cè)量容器(外筒)的選擇。對(duì)于雙筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)要仔細(xì)閱讀儀器說(shuō)明書(shū)，不同的轉(zhuǎn)子(內(nèi)筒)匹配相應(yīng)的外筒，否則測(cè)量結(jié)果會(huì)偏差巨大。對(duì)于單一圓筒旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，原理上要求外筒半徑無(wú)限大，實(shí)際測(cè)量時(shí)要求外筒即測(cè)量容器的內(nèi)徑不低于某一尺寸。例如我們BROOKFIELD博勒飛公司生產(chǎn)的實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)型旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，要求測(cè)量用600mL燒杯。實(shí)驗(yàn)證明特別在使用一號(hào)轉(zhuǎn)子時(shí)，若容器內(nèi)徑過(guò)小引起較大的測(cè)量誤差。

四、正確選擇轉(zhuǎn)子或調(diào)整轉(zhuǎn)速，使讀數(shù)示值的扭矩百分比在10%~100%之間。過(guò)低，所測(cè)得的讀數(shù)無(wú)效；過(guò)高，測(cè)量超量程，也無(wú)讀數(shù)。

五、轉(zhuǎn)子浸入液體的深度及氣泡的影響。旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)對(duì)轉(zhuǎn)子浸入液體的深度有嚴(yán)格要求，必須按照說(shuō)明書(shū)要求操作(有些雙筒儀器對(duì)測(cè)試的液體用量有嚴(yán)格要求，必須用量筒量取)。在轉(zhuǎn)子浸入液體的過(guò)程中往往帶有氣泡，在轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)后一段時(shí)間大部分會(huì)上浮消失，附在轉(zhuǎn)子下部的氣泡有時(shí)無(wú)法消除，氣泡的存在會(huì)給測(cè)量數(shù)據(jù)帶來(lái)較大的偏差，所以45°角傾斜緩慢地浸入轉(zhuǎn)子是一個(gè)有效的辦法。

六、轉(zhuǎn)子的清洗。測(cè)量用的轉(zhuǎn)子(包括外筒)要清潔無(wú)污物，一般要在測(cè)量后及時(shí)清洗，特別在測(cè)油漆和膠粘劑之后。

4、為何同一個(gè)樣品會(huì)測(cè)出不同的粘度？

首先，我們要了解流體分為牛頓流體和非牛頓流體。牛頓流體是指粘度值不隨剪切率（轉(zhuǎn)速）的變化，而保持恒定的流體 。比如我們作為校驗(yàn)校準(zhǔn)用的標(biāo)準(zhǔn)油即為牛頓流體。而實(shí)際上，我們生產(chǎn)和生活中多接觸的樣品絕大多數(shù)都是非牛頓流體（粘度會(huì)隨剪切率或轉(zhuǎn)速的改變而變化）。非牛頓流體樣品的流變特性非常復(fù)雜，但基本都會(huì)隨剪切率（轉(zhuǎn)速）、溫度而改變，有些流體樣品還和剪切時(shí)間相關(guān)。

其次，我們要了解標(biāo)準(zhǔn)型粘度計(jì)的粘度測(cè)量，是一種相對(duì)的測(cè)量方法。同一個(gè)（或同一類(lèi)）樣品，如果使用不同的量程機(jī)型、或者使用同一機(jī)型但不同的測(cè)量方法（轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)速、溫度、讀數(shù)時(shí)間等）進(jìn)行測(cè)量，則彼此之間所測(cè)得的粘度結(jié)果則都可能會(huì)有很大的不同和差異性。