粘度测定方法:毛细管粘度计、落球粘度计、旋转粘度计

Determination of Viscosity, Capillary, Falling Sphere, Rotational Viscometers

2020年4月17日Ankur Choudhary (noreply@blogger.com)AI 专业翻译

确定透明度

液体或半固体的物理性质(如粘度)主要由分子在结构中的排列方式决定,包括分子之间的摩擦力和吸引力。这些物理性质是样品抗变形或抗流动能力的关键因素,它们共同决定了材料的粘度。

剪切力以两种不同的形式表现出来:
  • 动态粘度;这是衡量样品开始变形前单位面积所需剪切应力的一个指标。这一特性通常以毫拉秒(mPa·s)为单位来表示。
  • 运动粘度;指的是流体在重力作用下的流动阻力。该性质与密度有关,其单位为平方米每秒(m²/s)。
这篇博客文章将探讨五种用于获取流体样品动态粘度和运动粘度的基本测量技术。

Сарилари Виссометерс (Sarillary Viscometers)

通过毛细管测量粘度是确定样品运动粘度最古老的方法之一,这种方法需要事先了解所研究样品的密度和体积。该液体被注入一个已知尺寸且直径非常小的垂直U型管中。样品通过毛细管所需的时间与其运动粘度之间存在关联。

旋转流变学

旋转式粘度计能够对液体样品施加相对较低的扭矩,以促进机械变形的发生。引起样品发生旋转所需的扭矩会根据样品的粘度而变化。通过测量该扭矩,可以绘制出材料流动特性的完整流动曲线。这种旋转式粘度计使分析师能够根据不同的剪切力水平,全面分析材料的流动特性,并确定更精确的材料参数。而其他类型的粘度计仅能进行单点测量,仅提供剪切粘度的数值。

振动式粘度计

粘度也可以通过向样品施加振荡振动并监测流体受到的破坏效应来测量。这些效应可以通过监测振动的强度、振动的持续时间,或者相关频率的变化来进行评估。

Miсrоfluidiс Rheоmeters

微流控流变学是一种创新的方法,用于通过将液体样品注入层流中的微流控通道来测定小体积液体的动态粘度。在Formulastion公司,Fluidicam Rheo利用这一原理使液体与参考物质并行流动。动态粘度是通过比较两种液体的流动速率、参考物质的粘度以及它们在微流控通道中的界面位置来测量的。

非连续流变学

主动微流控技术是一种更为复杂的样品流变特性测量方法。它能够测量与旋转流变法相似的物理性质,但特别适用于凝胶、脆弱植物等结构更为复杂且易碎的样品。与传统旋转流变仪不同,非接触式流变技术能够在不施加机械应力的情况下,对样品在静止状态下的流变特性进行定量评估。该技术采用基于多光谱扩散波谱仪(MS-DWS)的Rheolaser MASTER设备来实现。通过这种方法,可以获取样品内部颗粒的平均平方扩散距离(nm²)。平均平方扩散距离可用于评估样品随时间变化的弹性和粘度特性。

利用公式进行粘度测量

配方技术为工业和商业领域提供了多种创新的可视化测量技术,用于处理复杂的配方和各种差异。我们特别提供了一系列新型仪器,用于分析固体和易变产品,以应对这些产品随时间可能出现的变形或降解问题。

Сарилари

在人体生理学中,毛细血管是遍布全身组织的微小血管网络;正是通过这些毛细血管,氧气、营养物质以及废物在血液和组织之间进行交换。毛细血管网络是来自心脏的动脉血液的最终目的地,同时也是静脉血液回流到心脏的起点。在最小的动脉(即毛细动脉)和毛细血管之间,存在着被称为小动脉(precapillaries)或中间动脉(metarterioles)的中间血管。与毛细血管不同,这些中间血管含有肌肉纤维,这使得它们能够控制血液的进出。




这些毛细管的直径约为8到10微米(1微米等于0.001毫米),足够大让红细胞能够单列通过。构成这些毛细管壁的单层细胞是内皮细胞,类似于构成较大血管内壁的那些细胞。

“Sarillaries”的网络已经…… 不同尺寸的网眼在肺部以及眼球的中层(即虹膜)中,毛细血管之间的间隙比血管本身还要小;而在动脉的外层(即外膜)中,毛细血管之间的间隙大约是毛细血管直径的10倍。总体而言,毛细血管之间的间隙在生长中的器官、腺体以及肌肉膜中较小,在骨骼和韧带中较大;而在肌腱中几乎不存在。

淋巴系统中最小的血管也被称为毛细血管,就像肝脏中输送胆汁的微小通道一样。

**“Falling Here”** (注:此为诗歌或文学性表达,直译为“在这里坠落”可能失去其隐喻意义。根据语境,可译为“此刻的归属感”或“内心的沉沦”等。)

落球 visсоmeter 是一种用于测量流体粘度的设备,其工作原理是通过将一个球体从充满待测流体的管子中释放出来,让球体在重力作用下下落一定距离。球体在下落过程中会受到三种力的作用:自身的重量、浮力以及流体对它的阻力。其中,我们主要关注的是流体阻力,因为这种力与流体的粘度直接相关。为了简化问题,我们可以模拟球体在流体表面的层流运动,并分析不同流体对球体产生的阻力。实验装置包括一个固定在空间中的固体球体以及流经球体的流体。流动的流体会对球体表面施加压力力和粘性力:压力力垂直于球体表面,而粘性力则倾向于使球体表面发生形变。这两种力的合力就是作用在球体表面的总阻力。该模拟实验的目的是分析不同粘度流体对球体表面产生的压力力和剪切应力。

旋转式粘度计

旋转粘度计的设计原理是通过分析旋转浸没在流体中的轴所需的扭矩来测量粘度。轴的持续旋转确保了物质能够随着时间的推移被均匀地混合,从而实现基于时间的流体分析。数字型号可以测量低、中、高粘度的物质。选择旋转粘度计时,需要考虑粘度的范围、转速以及轴的配置;每个配置参数都会影响测量的灵敏度和准确性。此外,还需要考虑仪器的尺寸和外形。

最佳应用:旋转式色度计在颜色测量中的应用

旋转式粘度计在几乎所有行业中都有一定的标准应用。它们通过测量旋转轴在流体中以恒定速度旋转时所需的扭矩来测定粘度。该扭矩与旋转轴上所受的粘性阻力成正比,因此可以间接反映样品的粘度。

旋转式粘度计具有多种优势:

  • 滚轮的持续旋转使得我们可以随时间进行测量,从而能够分析随时间变化的流体特性。
  • 剪切速率是恒定的,因此无论是纽托尼安(Newtonian)流体还是非纽托尼安流体都可以进行测试。
  • 通过以不同的转速旋转丝杠,可以分析出相应的行为特性。


📌 本文由 AI 翻译自 pharmaguideline.com,仅供内部参考查看英文原文