一种液体粘度测量方法及装置

1.本发明涉及液体粘度测量技术领域，特别是指一种液体粘度测量方法及装置。


背景技术：

2.目前，液体粘度测量方法有落球法、旋转法、振动法和毛细管法等方法。其中，落球法、旋转法和振动法均采用液体相对运动方式(即：液体不流动，小球/转子/振子产生运动，液体相对于小球/转子/振子做相对运动)，上述方法不能反映流动液体的真实粘度；虽然毛细管法采用了液体绝对运动方式，能够反映流动液体粘度，但因毛细管的管径远小于实际管道的管径，因此由毛细管法测得的液体粘度不能反映实际管道中流动液体的真实粘度。


技术实现要素：

3.针对上述背景技术中的不足，本发明提出一种液体粘度测量方法及装置，解决了现有技术中实际管径中的流动液体真实粘度不便于测量的问题。
4.本发明的技术方案是这样实现的：一种液体粘度测量装置，包括液体存储机构，液体存储机构上设有出水口和进水口，出水口与进水口之间连接有管道测量组件；所述管道测量组件包括测量管和延长管，测量管的两端均与延长管连接，延长管分别与出水口、进水口连接，且延长管与出水口之间设有流量计，所述测量管与延长管之间设有整流管道，测量管内连接有悬线，悬线上连接有小球。
5.进一步的，所述液体存储机构包括蓄水池，蓄水池上设有水箱，所述蓄水池与水箱之间设置有液体调节组件，所述出水口设置在水箱上，进水口设置在蓄水池上。
6.进一步的，所述液体调节组件包括抽水泵和调节管，抽水泵设置在蓄水池内，且抽水泵上设有与水箱连接的进水管；调节管设置在水箱的下部并与蓄水池连通；所述水箱的内部设有若干除气泡隔板。
7.进一步的，所述出水口与延长管之间设有调节阀，所述调节阀和流量计均与管道连接，管道上设有与延长管连接的转接头；所述出水口与进水口上均设有阀门。所述悬线为轻质细线；测量管为透明测量管道。
8.一种液体粘度测量装置的测量方法，包括以下步骤：
9.s1：当测量管内的液体进行层流运动，且液体的流速稳定时，悬挂在测量管内的小球位于测量管的中轴线上，通过流量计得到测量管内液体的平均流速为
10.s2：当液体做层流运动时，测量管中轴线上的液体流速等于液体平均流速的两倍即时，小球相对于初始状态时的偏转角度为θ，步骤s1中的小球在水平方向上受到液体施加的粘滞力f粘和悬线施加的拉力f拉的水平分力，小球在竖直方向上受到浮力f浮、悬线施加的拉力f拉的竖向分力和小球自身的重力g球；
11.s3：小球位于中轴线上且在水平方向及竖直方向上受力平衡，小球达到平衡状态，根据受力平衡公式，计算得到液体的运动粘度。
12.步骤s2中，根据斯托克斯定律，测量管内小球受到液体施加的粘滞力f粘：
13.f
粘
＝6πη
液v液r球
①
14.其中，r球为小球的半径，η液为液体的运动粘度；
15.小球受到液体施加的浮力f浮：
16.f
浮
＝ρ
液v球g②
17.其中，ρ液为液体的密度，v球为小球的体积，g为重力加速度；
18.小球自身的重力g球：
19.g
球
＝ρ
球v球g③
20.其中，ρ球为小球的密度。
21.步骤s3中小球达到平衡状态时，小球竖直受力满足：
22.f
拉
cosθ ρ
液v球
g＝ρ
球v球g④
23.小球达到平衡状态时，在水平方向上满足：
24.f
拉
sinθ＝6πη
液v液r球
⑤
25.由公式
④
和
⑤
可求得液体的运动粘度η液：
[0026][0027]
其中，小球体积为将
⑩
代入公式
⑥
可得：
[0028][0029]
进一步的，将步骤2中代入公式
⑦
中得到液体的运动粘度：
[0030][0031]
进一步的，根据液体的运动粘度进而得到液体的动力粘度：μ液＝η液
×
ρ液。
[0032]
本发明的有益效果为：本技术原理简单、操作简便、测量准确。本技术中的装置核心部分是在透明管道内用悬线悬吊一个小球。当液体以层流方式流经透明管道时，悬吊小球的悬线将产生一定的偏转角度θ，此时小球将受到液体作用于小球的粘滞力、液体作用于小球的浮力、悬线作用于小球的拉力和小球自身的重力四个力作用。通过调节液体的流速和小球悬线的长度，使小球在上述四个力作用下处于管道的中轴线上，并达到平衡状态。利用小球所受四力平衡关系，建立液体粘度η
液
与流速及悬线偏转角度θ关系，通过测量液体流速和悬线偏转角度θ，便能计算得到液体粘度η
液
。
附图说明
[0033]
为了更清楚地说明本发明实施例，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0034]
图1为本发明的结构示意图；
[0035]
图2为图1中小球的受力分析图；
[0036]
图3为图1中测量管的示意图。
[0037]
图中：1.抽水泵，2.蓄水池，3.进水管，4.水箱，5.除气泡隔板，6.调节管，7.出水口，8.阀门，9.进水口，10.管道，11.测量台，12.测量管，13.整流管道，14.延长管，15.调节阀，16.转接头，17.流量计，18.小球，19.悬线。
具体实施方式
[0038]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0039]
如图1所示，实施例1，一种液体粘度测量装置，包括液体存储机构，液体存储机构上设有出水口7和进水口9，出水口7与进水口9之间连接有管道测量组件；所述管道测量组件包括测量管12和若干延长管14，测量管12与延长管14的一端连接，且测量管12与延长管14之间设有整流管道13，所述测量管12内连接有悬线19，悬线19上连接有小球18，所述延长管14的另一端分别与出水口7、进水口9连接，且延长管14与出水口7之间设有流量计17。所述液体存储机构包括蓄水池2，蓄水池2上设有水箱4，所述蓄水池2与水箱4之间设置有液体调节组件，液体调节组件调节水箱内的液体高度，使其在工作时保持总量不变，减少误差；所述出水口7设置在水箱4上，进水口9蓄水池2上。所述水箱4上设有出水口7，出水口7设置在水箱4的下部，方便液体流出，蓄水池2上设有进水口9，进水口9设置在蓄水池2的上部且高于蓄水池2内液体的高度，出水口7位于进水口9的上方，方便液体循环，所述出水口7与进水口9之间连接有管道测量机构；管道测量机构用于测量液体运动粘度。所述管道测量机构包括测量管12与若干延长管14，延长管14通过管道10分别与出水口7、进水口9连接，测量管12内连接有悬线19，悬线19上连接有小球18，小球18的直径小于测量管12的直径，且测量管12直径为小球18直径的4倍及以上。延长管14分别通过管道10与出水口7、进水口9连接，延长管14与出水口7之间设有流量计17，流量计17用于测量管12中液体的流速，延长管14与测量管12和/或延长管14连接，且延长管14与测量管12之间设有整流管道13，整流管道13用于实现液体的层流运动。延长管的数量可以根据实际情况进行调整，延长管14与延长管14的连接处的内部设有整流通道。
[0040]
在本实施例中，液体调节组件包括抽水泵1和调节管6，抽水泵1设置在蓄水池2内，且抽水泵1上设有与水箱4连接的进水管3；调节管6设置在水箱4下部并与蓄水池2连通，抽水泵1用于将蓄水池2中的液体送入水箱4，调节管6调节水箱4内液体的高度，保证液体水压的稳定。水箱4的内部设有若干除气泡隔板5，除气泡隔板5设置在进水管3与调节管6、调节管6与出水口7之间用于除去液体中的气泡，从而保证流入测量管道机构内液体的稳定。
[0041]
在本实施例中，出水口7与延长管14之间设有调节阀15，调节阀15用于调节测量管道机构内液体的流速。所述调节阀15与流量计17连接的管道10上均设有与延长管14连接的转接头16，转接头16为喇叭型转接头，转接头16连接延长管14和管道10。所述出水口7与进水口9上均设有阀门8，阀门8控制液体的流进流出。悬线19为轻质细线，采用轻质细线能减
小悬线对小球18受力的影响；测量管12为透明测量管道，采用透明测量管道便于测量小球18的偏转角度，透明管道上可选择设置在悬线初始位置为零度的角度的刻度，便于直接测量角度。
[0042]
实施例2，一种液体粘度测量装置的测量方法，包括以下步骤：s1：当测量管12内的液体进行层流运动，且液体的流速稳定时，根据液体流速或悬线偏转角度调节悬线19的长度，使悬挂在测量管12内的小球18位于测量管12的中轴线上，通过流量计17得到测量管12内液体的平均流速为
[0043]
s2：当测量管12中轴线上的液体流速等于管道内液体平均流速的两倍即时，当液体处于层流运动时，液体在管壁处流速为0，在中轴线上的流速为最大，因此液体的平均流速为中轴线处流速的1/2。小球18相对于初始状态时的偏转角度为θ，步骤s1中的小球18在水平方向上受到液体施加的粘滞力f
粘
和悬线施加的拉力f
拉
的水平分力，小球18在竖直方向上受到浮力f
浮
、悬线施加的拉力f
拉
的竖向分力和小球18自身的重力g
球
；
[0044]
s3：小球18位于中轴线上且在水平方向及竖直方向上受力平衡，小球18达到平衡状态，根据受力平衡公式，计算得到液体的运动粘度。
[0045]
进一步地，步骤s2中，根据斯托克斯定律，测量管内小球18受到液体施加的粘滞力f
粘
：f
粘
＝6πη
液v液r球
①
，其中，r
球
为小球18的半径；
[0046]
小球18受到液体施加的浮力f
浮
：
[0047]f浮
＝ρ
液v球g②
，其中，ρ
液
为液体的密度，v
球
为小球18的体积，g为重力加速度；
[0048]
小球18自身的重力g
球
：
[0049]g球
＝ρ
球v球g③
，其中，ρ
球
为小球18的密度。
[0050]
步骤s3中小球达到平衡状态时，小球18竖直受力满足：
[0051]f拉
cosθ ρ
液v球
g＝ρ
球v球g④
[0052]
小球18受力平衡时，在水平方向上满足：
[0053]f拉
sinθ＝6πη
液v液r球
⑤
[0054]
由公式
④
和
⑤
可求得液体的运动粘度η
液
：
[0055][0056]
其中，小球18体积为将
⑩
代入公式
⑥
可得：
[0057][0058]
将步骤2中代入公式
⑦
得到中液体的运动粘度：
[0059]
[0060]
其中θ为初始状态与稳定时的夹角，为管道内液体平均流速。根据液体的运动粘度进而得到液体的动力粘度：μ
液
＝η
液
×
ρ
液
。
[0061]
具体的工作测量过程为：a.抽水泵1将液体从蓄水池2抽送至水箱4，水箱4内设置有调节管6；b.将水箱4的出水口7上的阀门8打开，液体进入管道测量机构内；c.调节管道测量机构上的调节阀15，控制液体速度并使延长管14与测量管12内的液体做层流运动，通过流量计17上的读数得到延长管14与测量管12内液体的平均流速d.在步骤c中的层流运动的液体中，当测量管内的小球18受力平衡且位于测量管12内的中轴线时，被悬挂在测量管12内的小球18受到液体施加的粘滞力和浮力作用，同时还受到悬线施加的拉力和自身的重力作用，此时小球18的前方来流速度等于测量管12内液体平均流速的两倍即测量小球18初始状态与稳定时的夹角为θ；e.根据上述步骤以及小球18受力平衡，得到液体的运动粘度。
[0062]
抽水泵1将液体从蓄水池2抽送至水箱4，水箱4内设置有调节管6，调节水箱4内液体高度，调节管6与出水口7之间设有除气泡隔板5，除气泡隔板5便于排出外因对流速的影响。将出水口7上的阀门8打开，液体进入管道测量机构内。调节管道测量机构上的调节阀15，控制水流速度并使延长管14与测量管12内的液体做层流运动，当测量管12内的小球18位于在中轴线上且受力平衡时，通过流量计17上的读数得到管道内液体的平均流速测量小球18初始状态与稳定时的夹角θ。在层流运动的液体中，被悬挂在测量管12内的小球18受到液体施加的粘滞力和浮力作用，同时还受到悬线19施加的拉力和小球18自身的重力作用，此时小球18的前方来流速度等于液体平均流速的两倍即
[0063]
实施例3，本发明涉及的液体粘度测量方法要求液体进行层流运动。雷诺数是判别液体流动特性的依据。以测量管12中流动的水为例，雷诺数小于2300时，水进行层流运动；雷诺数大于4000时，水进行湍流运动；雷诺数在2300～4000范围内时，水的流动特性介于层流与湍流运动之间，即为过渡状态。
[0064]
雷诺数与液体的流速v、液体的密度ρ、液体的粘度η和特征长度l等参数有关，并满足关系：re＝ρvl/η。
[0065]
关于特征长度l和流速v，有两种情况：内流和外流。所谓内流是指液体在物体内部受到阻碍时流动情况(例如：水在管道中流动)；所谓外流是指液体在物体外部受到阻碍时流动情况(例如：水绕过石块流动)。对于内流情况，特征长度l取管道的内直径，流速v取管道内液体的平均流速；对于外流情况，特征长度l取物体主要尺寸，流速v取前方来流速度。本发明涉及的液体粘度测量装置包含内流和外流两种情况。其中，内流情况的特征长度涉及管道内直径，外流情况的特征长度涉及小球直径。
[0066]
本发明涉及的液体粘度测量方法要求：1.小球处于透明测量管道的中轴线上，则小球的前方来流速度等于管道内液体平均流速的两倍；2.管道内径远远大于小球直径，则根据雷诺数计算公式(re＝ρvl/η)，内流情况满足层流条件雷诺数时，外流情况必然也满足层流条件雷诺数，反之则不然。因此本发明涉及的液体粘度测量装置只需针对内流情况判别层流运动条件雷诺数即可。为了使液体更加容易地达到层流状态，针对测量对象性质(粘度和密度范围)可事先选择合适的管道内径、小球直径和小球密度等参数(根据re＝ρvl/
η)。
[0067]
本发明涉及的液体粘度测量装置核心部件是透明测量管道(带有标记标线，内部有一个用细线悬吊的小球)，图1给出了本发明涉及的液体粘度测量装置结构示意图。本发明涉及的液体粘度测量装置还包括延长管14(前/后)和整流管道(前/后)，其目的是为了实现透明测量管道中液体的层流运动，延长管14和整流管道13的数量可根据需要适当增减。
[0068]
透明测量管道的前后两侧均连接有延长管14和整流管道，前延长管使液体流动逐渐平稳，前整流管道使平稳流动的液体轻松实现层流运动，后整流管道和后延长管使流出测量管12的液体继续保持层流状态，以免影响透明测量管道内液体的层流运动。当层流运动的液体流经透明测量管道时，被悬挂在管道内的小球将受到液体施加的粘滞力和浮力作用，同时还受到悬线施加的拉力和自身的重力作用。
[0069]
当液体的流速稳定时，小球将处于受力平衡状态，进而可以得到粘度计算公式：
[0070][0071]
其中，η
液
——液体的运动粘度；
[0072]
ρ
球
——小球的密度；
[0073]
ρ
液
——液体的密度；
[0074]r球
——小球的半径；
[0075]
g——重力加速度；
[0076]
θ——悬线与竖直标线之间的夹角；
[0077]
——管道内液体平均流速。
[0078]
利用上述公式便可计算出液体的运动粘度η
液
。根据公式：μ
液
＝η
液
×
ρ
液
，该方法也可以得到液体的动力粘度μ
液
。
[0079]
为了减小液体粘度测量误差，悬线应该选择轻质细线，小球应该控制在透明测量管道的中轴线上，雷诺数应该尽可能控制在较小的数值以确保液体做层流运动。
[0080]
本发明涉及的液体粘度计算公式推导过程如下：
[0081]
根据斯托克斯定律，透明测量管道内小球受到液体施加的粘滞力f
粘
：
[0082]f粘
＝6πη
液v液r球
①
[0083]
其中，v
液
为管道中轴线上的液体流速(小球位于管道轴线上)。
[0084]
小球受到液体施加的浮力f
浮
：
[0085]f浮
＝ρ
液v球g②
[0086]
小球自身的重力g
球
：
[0087]g球
＝ρ
球v球g③
[0088]
小球还受到悬线施加的拉力f
拉
，因而小球可以达到平衡状态。
[0089]
如图2所示，小球受力平衡时，在竖直方向满足：
[0090]f拉
cosθ ρ
液v球
g＝ρ
球v球g④
[0091]
如图2所示，小球受力平衡时，在水平方向满足：
[0092]f拉
sinθ＝6πη
液v液r球
⑤
[0093]
由公式
④
和
⑤
可求得液体的运动粘度η
液
：
[0094][0095]
其中，将
⑩
代入公式
⑥
可得：
[0096][0097]
管道中液体流速大小沿径向呈梯度分布。管壁处液体流速为零，中轴线上液体流速v
液
最大，且与管道中液体平均流速满足关系：
[0098][0099]
将公式(8)代入公式
⑦
可得：
[0100][0101]
由公式
⑨
可知：η
液
与ρ
球
、ρ
液
、r
球
、g、θ和有关，其中，ρ
球
、ρ
液
和r
球
可以事先测量并作为已知量使用，g可以通过查表获得，θ和由本发明装置测量获得。
[0102]
本发明涉及的液体粘度测量方法，只需测量液体流速和小球悬线偏转角度θ，即可利用公式
⑨
计算出液体的粘度η
液
。若将本发明涉及的装置放入可变温装置中，则可测量不同温度条件下液体粘度η
液
。
[0103]
准确测量液体流速和小球悬线偏转角度θ是本发明涉及的液体粘度测量方法的关键。高精度流量计可以准确测量管道内液体流速，透明测量管道上的标线可以直观且准确读取小球悬线角度。
[0104]
实施例4：
[0105]
透明测量管的材质为pvc材料，内直径为20.00mm，外直径为25.00mm。
[0106]
测试小球选用玛瑙球，半径为1.889mm，密度为2647kg/m3。
[0107]
待测液体为蔗糖水溶液，质量百分比为50wt％(5kg蔗糖 5kg水)，密度为1229kg/m3，粘度为15.54mpa
·
s(20℃)。
[0108]
液体流速可通过调节阀控制，同时可通过仪表(可选用接入管道的流量计，也可选用外部连接的超声波流量计)直接读取数值。
[0109]
测试时，将液体流速调节至适合大小，并调节小球悬线的长度，使小球稳定在透明测量管的中轴线上，此时记录液体流速和小球悬线偏转角度，详细数据如下表：
[0110][0111]
50wt％蔗糖水溶液的液体运动粘度具体计算过程为：
[0112][0113]
由此可得测量的液体运动粘度为16.11mpa
·
s，测量结果与标准状态下液体的运动粘度误差在3.7％。
[0114]
实施例5：
[0115]
透明测量管道的材质为pvc材料，内直径为20.00mm，外直径为25.00mm。
[0116]
测试小球选用玛瑙球，半径为1.889mm，密度为2647kg/m3。。
[0117]
待测液体为蔗糖水溶液，质量百分比为55wt％(5.5kg蔗糖 4.5kg水)，密度为1257kg/m3，粘度为28.28mpa
·
s(20℃)。
[0118]
液体流速可通过调节阀控制，同时可通过仪表(可选用接入管道的流量计，也可选用外部连接的超声波流量计)直接读取数值。
[0119]
测试时，将液体流速调节至适合大小，并调节小球悬线的长度，使小球稳定在透明测量管道的中轴线上，此时记录液体流速和小球悬线偏转角度，详细数据如下表：
[0120][0121]
55wt％蔗糖水溶液的液体运动粘度具体计算过程为：
[0122][0123]
实施例6：
[0124]
透明测量管道的材质为pvc材料，内直径为20.00mm，外直径为25.00mm。
[0125]
测试小球选用玛瑙球，半径为1.889mm，密度为2647kg/m3。
[0126]
待测液体为蔗糖水溶液，质量百分比为60wt％(6kg蔗糖 4kg水)，密度为1286kg/m3，粘度为58.93mpa
·
s(20℃)。
[0127]
液体流速可通过调节阀控制，同时可通过仪表(可选用接入管道的流量计，也可选用外部连接的超声波流量计)直接读取数值。
[0128]
测试时，将液体流速调节至适合大小，并调节小球悬线的长度，使小球稳定在透明测量管道的中轴线上，此时记录液体流速和小球悬线偏转角度，详细数据如下表：
[0129][0130]
60wt％蔗糖水溶液的液体运动粘度具体计算过程为：
[0131][0132]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种液体粘度测量装置，其特征在于：包括液体存储机构，液体存储机构上设有出水口(7)和进水口(9)，出水口(7)与进水口(9)之间连接有管道测量组件；所述管道测量组件包括测量管(12)和延长管(14)，测量管(12)的两端均与延长管(14)连接，延长管(14)分别与出水口(7)、进水口(9)连接，且延长管(14)与出水口(7)之间设有流量计(17)，所述测量管(12)与延长管(14)之间设有整流管道(13)，测量管(12)内连接有悬线(19)，悬线(19)上连接有小球(18)。2.根据权利要求1所述的液体粘度测量装置，其特征在于：所述液体存储机构包括蓄水池(2)，蓄水池(2)上设有水箱(4)，所述蓄水池(2)与水箱(4)之间设置有液体调节组件，所述出水口(7)设置在水箱(4)上，进水口(9)设置在蓄水池(2)上。3.根据权利要求2所述的液体粘度测量装置，其特征在于：所述液体调节组件包括抽水泵(1)和调节管(6)，抽水泵(1)设置在蓄水池(2)内，且抽水泵(1)上设有与水箱(4)连接的进水管(3)；调节管(6)设置在水箱(4)的下部并与蓄水池(2)连通；所述水箱(4)的内部设有若干除气泡隔板(5)。4.根据权利要求1或3所述的液体粘度测量装置，其特征在于：所述出水口(7)与延长管(14)之间设有调节阀(15)，所述调节阀(15)和流量计(17)均与管道(10)连接，管道(10)上设有与延长管(14)连接的转接头(16)；所述出水口(7)与进水口(9)上均设有阀门(8)。5.根据权利要求4所述的液体粘度测量装置，其特征在于：所述悬线(19)为轻质细线；测量管(12)为透明测量管道。6.一种如权利要求1～5任一项所述的液体粘度测量装置的测量方法，其特征在于，包括以下步骤：s1：当测量管(12)内的液体进行层流运动，且液体的流速稳定时，悬挂在测量管(12)内的小球(18)位于测量管(12)的中轴线上，通过流量计(17)得到测量管(12)内液体的平均流速为s2：当液体做层流运动时，测量管(12)中轴线上的液体流速等于液体平均流速的两倍即
⑧
时，小球(18)相对于初始状态时的偏转角度为θ，步骤s1中的小球(18)在水平方向上受到液体施加的粘滞力f
粘
和悬线施加的拉力f
拉
的水平分力，小球(18)在竖直方向上受到浮力f
浮
、悬线施加的拉力f
拉
的竖向分力和小球自身的重力g
球
；s3：小球(18)位于中轴线上且在水平方向及竖直方向上受力平衡，小球(18)达到平衡状态，根据受力平衡公式，计算得到液体的运动粘度。7.根据权利要求6所述的液体粘度测量装置的测量方法，其特征在于：步骤s2中，根据斯托克斯定律，测量管(12)内小球(18)受到液体施加的粘滞力f
粘
：f
粘
＝6πη
液
v
液
r
球
①
其中，r
球
为小球(18)的半径，η
液
为液体的运动粘度；小球(18)受到液体施加的浮力f
浮
：f
浮
＝ρ
液v球
g
②
其中，ρ
液
为液体的密度，v
球
为小球(18)的体积，g为重力加速度；小球(18)自身的重力g
球
：g
球
＝ρ
球v球
g
③
其中，ρ
球
为小球(18)的密度。
8.根据权利要求7所述的液体粘度测量装置的测量方法，其特征在于：步骤s3中小球(18)达到平衡状态时，小球(18)竖直受力满足：f
拉
cosθ ρ
液v球
g＝ρ
球v球
g
④
小球(18)达到平衡状态时，在水平方向上满足：f
拉
sinθ＝6πη
液
v
液
r
球
⑤
由公式
④
和
⑤
求得液体的运动粘度η
液
：其中，小球(18)体积为将
⑩
代入公式
⑥
：9.根据权利要求8所述的液体粘度测量装置的测量方法，其特征在于：将步骤s2中代入公式
⑦
中得到液体的运动粘度：10.根据权利要求9所述的液体粘度测量装置的测量方法，其特征在于：根据液体的运动粘度进而得到液体的动力粘度：μ
液
＝η
液
×
ρ
液
。

技术总结
本发明公开了一种液体粘度测量方法及装置，适用于对透明液体进行粘度测量。该方法具有原理简单、操作简便和测量准确等特点。其装置核心部分是在透明管道内用细线悬吊一个小球。当液体以层流方式流经透明管道时，悬吊小球的悬线将产生一定的偏转角度θ，此时小球将受到液体作用于小球的粘滞力、液体作用于小球的浮力、小球自身的重力和悬线作用于小球的拉力等四个力作用。通过调节液体的流速和小球悬线的长度，使小球在上述四个力作用下处于管道的中轴线上，并达到平衡状态。利用小球所受四力平衡关系，建立液体粘度η


技术研发人员：朱祥 李海宁 袁朝圣 姜倩 梁永福 周松 程学瑞 王征
受保护的技术使用者：郑州轻工业大学
技术研发日：2022.02.21
技术公布日：2022/5/25