河北粘度计原理
2025.07.25
河北粘度计的原理基于斯托克斯-玻尔兹曼方程，即黏滞系数是分子平均自由程和时间的一阶统计涨落。具体来说：
1. 当液体受剪切力的作用时（如转子在恒温水槽中旋转），液体的厚度变化率与流速成正比；而密度差引起的浮力又使转动惯量成为惯性运动参数之一。当转速改变或流动方向突然反向等扰动出现后将产生阻尼扭矩并作用于仪器指针上形成阻力矩Mt 。此值取决于被测物的动力性质、温度及毛细管气流速度等因素。根据牛顿第二定律可得流量Δρ·V/S = M ① ，式中的T为净拉力的大小等于弹簧振子的振动周期所对应的驱动力乘以有效面积再除以活塞重量之半(因机构本身的不在下端)。故得τ=K(p2− p3)×πD48ηΔP+ω²R³Gm。② 其中 K 为常数, Δ P 是压力梯度的函数 , G 和 m 则分别为重力加速度和质量块的质量 . 若取一个封闭系统其内任一点A处单位时间内分向量的位移均相等且垂直于截面,则此时各质点都作圆周运动的角频率则为 πRT∆r / L （此处L为一根一定长短的圆柱体长度）也即为驱动力随时间的倒数关系: F ( t )∝ e^(-t \omega^{*})/ω² 即简谐微震动的傅里叶级数的形式展开③ 所以若把质量块的震动信号记录下来用适当的分析方法即可求出试样的相对密 度。④ 因此该装置也可称为“仪”。通过测定不同浓度样品对驱动器产生的应力大小以及相位的变化来计算样品的体积模量和动态弹性模 量进而得到它的动力学特性。因此可以用于测量高聚物熔融态和非晶体物质的流动性等等。
