Cupand Bob Couette Viscometer

顧名思義,杯子粘度計由兩個同心缸,外部“杯”和內部“鮑勃”組成,並在環形間隙中使用測試液(見圖3-2)。一個氣缸(最好是杯子)以固定的角速度(Q)旋轉。將力傳輸到樣品,導致其變形,然後將流體轉移到另一個圓柱體(即BOB)。例如,這種力會產生扭矩(t),例如,可以通過扭轉彈簧進行測量。因此,已知數量是內BOB(RI)和外杯(RO)的半徑,與樣品(L)接觸的表麵長度以及測得的角速度(Q)和扭矩(T)。從這些數量中,我們必須確定相應的剪切應力和剪切速率找到流體粘度。剪切應力取決於樣品內圓柱表麵上的矩平衡(距中心距離為r)和扭轉彈簧:

t =力x杠杆臂=剪切應力x表麵積x半徑

或者

t = xrg(2rnl)(r)

剪切應力上的下標(R,0)代表作用在R表麵(垂直於R的圓柱體表麵)的0方向的力。解決剪切應力,我們有

^(3-10)

2^r2l

設置r = ri給出了BOB表麵(R;)的應力,R = RO給出了杯中的壓力(RO)。如果差距很小[即(ro -ri)/ri <0.02],則

COUETTE VISOCOTER圖像

圖3-2杯賽(COUETTE)VISCOMETER

曲率可以被忽略,間隙中的流量等效於平行板之間的流動。在這種情況下,應使用平均剪切應力[即(Ri + to)/2],平均剪切率由

DVE AV VO -V ROQ Q

Ar Ro -Ri Ro -Ri -Ri 1 -Ri/ro或

DT_ T-6(3-11)

其中6 _ ri/ro。但是,如果間隙不小,則必須校正速度曲線中曲率的剪切速率。這可以通過在BOB處應用以下剪切速率的以下近似表達來完成[在大多數情況下,該剪切速率準確至±1%,並且在最壞情況下均高於±5%;參見,例如Darby(1985)]:2Q

- '(1-62/ - ')(3“ 12)

在哪裏

'd(log t)

- _---(3-13)

d(log q)v'

是在等式中q(或t)的值q(或t)的值的點曲線。(3-12)。因此,必須獲得一係列T與Q的數據點,以確定每個點處的斜率( - ')的值,這是確定剪切速率的相應值所需的。如果 - '1(即T / Q),則流體為牛頓。然後,通過將bob [等式的剪切應力分配得分來確定每個剪切速率(或剪切應力)的粘度(或剪切應力)。(3-10)用r _ ri]通過鮑勃[等式的剪切速率。(3-12)],對於每個數據點。

示例3-1:以下數據以2厘米的BOB半徑,2.05厘米的杯半徑和15厘米的BOB長度獲取以下數據。確定最能代表這種粘度的模型的樣品的粘度和方程。

扭矩

速度

(Dyn CM)

(RPM)

2,000

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