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原文传递高剪切速率下非牛顿流体表观黏度测量装置及测量方法

专利名称：	高剪切速率下非牛顿流体表观黏度测量装置及测量方法
摘要：	本发明涉及非牛顿流体检测技术领域，尤其是涉及一种高剪切速率下非牛顿流体表观黏度测量装置及测量方法，包括测量本体、压差变送器和温度传感器，所述测量本体上开设有横截面呈矩形的微槽道，所述微槽道的高度与微槽道的宽度比值大于等于15，所述压差变送器包括两个均与信号调节电路板连接的压力传感器，两个所述压力传感器设置在微槽道内，两个所述压力传感器分别位于流体流过微槽道中层流的两端，所述温度传感器设置在微槽道内，本发明高剪切速率下非牛顿流体表观黏度测量装置在使用时，准确的测量高剪切速率下非牛顿流体的表观黏度能有助于更好地理解添加剂湍流减阻的机理，可忽略惯性和粘性加热等因素的影响，因此测量精度较高。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	江苏;32
申请人：	常州大学
发明人：	庞明军;田伟
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-19T00:00:00+0800
发布日期：	2019-06-25T00:00:00+0800
申请号：	CN201910316016.6
公开号：	CN109932283A
代理机构：	常州市英诺创信专利代理事务所(普通合伙)
代理人：	朱丽莎
分类号：	G01N11/08(2006.01);G;G01;G01N;G01N11
申请人地址：	213100 江苏省常州市武进区滆湖中路1号
主权项：	1.一种高剪切速率下非牛顿流体表观黏度测量装置，其特征在于：包括测量本体(1)、压差变送器(2)和温度传感器(3)，所述测量本体(1)上开设有横截面呈矩形的微槽道(901)，所述微槽道(901)的高度与微槽道(901)的宽度比值大于等于15，所述压差变送器(2)包括两个均与信号调节电路板连接的压力传感器，两个所述压力传感器设置在微槽道(901)内，两个所述压力传感器分别位于流体流过微槽道(901)中层流的两端，所述温度传感器(3)设置在微槽道(901)内，所述测量本体(1)的一端设置有用于给微槽道(901)提供流体通过的进液控制机构。 2.根据权利要求1所述的高剪切速率下非牛顿流体表观黏度测量装置，其特征在于：所述进液控制机构包括注射泵(4)和注射器(5)，所述注射器(5)固定在注射泵(4)上，所述注射器(5)的输出端与测量本体(1)一端的微槽道(901)连通。 3.根据权利要求2所述的高剪切速率下非牛顿流体表观黏度测量装置，其特征在于：所述注射器(5)的输出端与测量本体(1)之间设置有流量计(6)。 4.根据权利要求3所述的高剪切速率下非牛顿流体表观黏度测量装置，其特征在于：所述测量本体(1)远离进液控制机构的一端设置有截止阀(7)。 5.根据权利要求4所述的高剪切速率下非牛顿流体表观黏度测量装置，其特征在于：所述测量本体(1)包括进口变径管(8)、中间管(9)和出口变径管(10)，所述进口变径管(8)螺纹连接在中间管(9)的一端，所述出口变径管(10)螺纹连接在中间管(9)的另一端，所述进口变径管(8)上设置有第一内管道，所述微槽道(901)设置在中间管(9)上，所述出口变径管(10)上设置有第二内管道，所述第一内管道、微槽道(901)与第二内管道相互连通，所述第一内管道的通流面积由进液控制结构向中间管(9)逐渐增大，所述第二内管道的通流面积由出口变径管(10)的一端向中间管(9)逐渐增大。 6.一种如权利要求1-5任一项所述的高剪切速率下非牛顿流体表观黏度测量装置的测量方法，其特征在于：包括以下步骤： S1、当流体流过微槽道(901)，可利用设置在微槽道(901)内的压差变送器(2)测出以恒定流量Q流动流体两点之间的压差Δp，对于充分发展的二维稳态层流，压差Δp与壁面剪应力τw有如下关系： wdΔp＝2l0(w+d)τw 式中d是微矩形槽道高度，d的单位为mm；w是微矩形槽道宽度，w的单位为μm；Δp是压差，Δp的单位为kPa；l0是压差变送器(2)两测量点之间的距离，l0的单位为mm；τw是壁面剪应力，τw的单位为Pa； S2、在微槽道(901)中确定壁面剪切速率γw是流量Q的线性函数：式中Q是流量，Q的单位为μl.min-1；γw是壁面剪切速率，γw的单位为Pa s，可利用上式近似得出表观剪切速率，并通过Weissenberg–Rabinowitsch–Mooney方法，得到实际壁面剪切速率： S3、把测得的压差Δp和流量Q关系转换为壁面剪切应力τw和剪切速率γw的关系，最后可计算出流体的表观黏度：式中η(γw，true)是流体的表观黏度，η(γw，true)的单位为Pa s，γw，true是实际壁面剪切速率，γw，true的单位为s-1。
所属类别：	发明专利