測試高溫金屬粘度的方法
介紹一種測量高溫液態(tài)金屬粘度的新的實(shí)驗(yàn)方法。根據(jù)泊肅葉定律進(jìn)行理論推導(dǎo),使用帶自動控制系統(tǒng)的高頻加熱爐,用熱電耦作溫度傳感器,用電子秤測量出經(jīng)小孔流出的隨時(shí)間變化的累積質(zhì)量。使用微型計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)連續(xù)記錄這些變量,軟件系統(tǒng)自動處理數(shù)據(jù)并計(jì)算出粘度值。方便的工業(yè)適用性、寬闊的溫度范圍以及快速數(shù)據(jù)處理是這個(gè)系統(tǒng)的主要特點(diǎn)。他把單位流體表面上所受的阻力與沿該面法線方向上速度梯度的比值這個(gè)常數(shù)定義為流體的粘度系數(shù),它表示流體內(nèi)部抵抗流體剪切運(yùn)動的一種物理性質(zhì)。
我們把粘度不隨流速改變的流體稱之為牛頓流體。實(shí)際上,流體粘度的研究成為定量描述流體流動性質(zhì)的基礎(chǔ)。為了增進(jìn)在冶金過程中對液態(tài)金屬流動過程的了解和對金屬流動力學(xué)性能的研究,尤其是在研究銅及合金的電磁連續(xù)鑄造過程中,我們研制了這套粘度自動測試系統(tǒng)。種種對高溫液態(tài)金屬粘度測試實(shí)驗(yàn)上的困難阻礙了上述實(shí)驗(yàn)方法的應(yīng)用,降低了其測試精度。在許多改進(jìn)之后,門茲和沙司瓦爾德終于在1870年至1915年間對高溫液態(tài)錫、鉛、鋅和銻的粘度進(jìn)行了測試,并公布了測得的粘度值。迄今,這些結(jié)果仍然被認(rèn)為是最有效的數(shù)據(jù)。
將待測液體充滿在兩同軸圓柱筒之間,外筒均速轉(zhuǎn)動時(shí),液體將使內(nèi)筒的懸掛細(xì)絲扭轉(zhuǎn)。由于兩筒間隙必須很小且均勻,制造精度要求高,且液體剪切層的流動不穩(wěn)定會引起內(nèi)筒所受力矩隨轉(zhuǎn)速而非線性變化,所以此粘度計(jì)未得到廣泛應(yīng)用。在此基礎(chǔ)上,人們又發(fā)明了旋轉(zhuǎn)盤和旋轉(zhuǎn)球式粘度計(jì)。浸入在液體中的平板在自身的平面上振動,振幅的衰減代表粘度的大小。此法需用已知粘度的標(biāo)準(zhǔn)液體作出系統(tǒng)的標(biāo)定常數(shù),且粘度較小時(shí)要求平板具有較大的面積。對銅的實(shí)驗(yàn)表明,適應(yīng)于高溫液態(tài)金屬粘度測試的新型粘度測試裝置已經(jīng)設(shè)計(jì)制造成功。這種新型快速、精確、簡單的自動化裝置尤其適用于工業(yè)上的需要。中國糧油儀器在線 http://www.radiant-cloud.com/
