【集萃網(wǎng)觀察】二、 粘度儀和粘性儀
粘度儀和粘性儀的種類是很多的，幾乎可以這樣認(rèn)為：油墨行業(yè)是應(yīng)用粘度儀最多的一個(gè)行業(yè)。至于粘性儀，則已成了油墨行業(yè)的主要儀器，目前是油墨制造中必不可少的儀器之一。
因之，這里想盡可能多地來討論關(guān)于這方面的儀器，尤其是有代表性的類型。
（一）、粘 度 儀
粘度儀的設(shè)計(jì)原理幾乎都是以牛頓流體為基礎(chǔ)的，所以，不管它們有多少種類型，它們的基本原理還是同出共因。
1、毛細(xì)管式粘度儀(Capillary Viscosimeter)。
設(shè)有一根毛細(xì)管，它的內(nèi)部半徑為R，使牛頓流體以一致的滯流形式通過這根毛細(xì)管，作用在管子長度為I上的壓力為。假設(shè)有一個(gè)與管子同心的液體圓殼，其半徑為r，厚度為dr，長度為L。從這些薄圓先的對稱排列來看，在殼外部的每一個(gè)流體顆粒，以速度v運(yùn)動，而在它的內(nèi)部，則速度稍大一些；為v+dv。故通過殼厚為dr的速度梯度(剪切速率)是－dv／dr，負(fù)的符號表示：半徑增大則速度減小。
作用在被殼包圍的液體圓筒上的力F，相當(dāng)于作用在殼的長度上的壓力P乘以圓殼的橫斷面πr2。這些力可通過殼的內(nèi)表面而像剪切應(yīng)力一樣地分配，其面積相當(dāng)于2πrL。 為了得到流過管子的體積的比例，可將管子中的所有同心圓殼(半徑從r=0到r=R)的流動情況匯總起來。這可將在單位時(shí)間(t)內(nèi)通過管子的一定斷面(距離)的液體體積(v)記錄下來，其形狀就像一個(gè)回轉(zhuǎn)拋物面。實(shí)際上，作用在毛細(xì)管長度為L上的壓力P，可以通過在(進(jìn)入)毛細(xì)管上面的流體的靜壓高差(頭)而得到。
可以看出，毛細(xì)管粘度儀一般適用于牛頓流體，常用以測定溶劑、油脂等透明類物質(zhì)。
對非牛頓流體而言，臨界雷諾指數(shù)與剪切速率以及物質(zhì)的分子大小、形狀有關(guān)。大而較長的分子會明顯地降低雷諾指數(shù)。所以毛細(xì)管粘度儀又叫運(yùn)動粘度儀。
一種代表性的毛細(xì)管粘度儀，叫凱能－芬斯克粘度儀。另一種常用的毛細(xì)管粘度儀叫烏氏(Ubbelohde)粘度儀。還有一種賽包特(Saybolt)型粘度儀，是一種測定60厘米。流體自下部毛細(xì)管中流出所需時(shí)間的儀器。
毛細(xì)管粘度儀不能用作塑性油墨的基本流變性研究，因?yàn)樗苄杂湍诿?xì)管中的混合流動是非常復(fù)雜的。
2、氣泡式粘度儀(Bubble Viscosimeter)。
氣泡式粘度儀就是一種利用管子中被測流體的氣泡上升的速度來測定它的粘度的儀器。它也是一種測定運(yùn)動粘度的儀器。
氣泡式粘度儀是一種具有較長歷史的儀器，長期以來一直被涂料工業(yè)所采用，主要用于測定透明的流體。這種儀器也不能測定不透明的，具有屈服值的非牛頓流體。
加氏(gardner－Holdt)粘度儀是這類粘度儀的典型。
3、落球式粘度儀。
以落球式粘度儀測定流體的粘度時(shí)，是基于測定一個(gè)球落下通過被測流體的速度。測定比較簡便，通過適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)處理后，也可得到比較準(zhǔn)確的粘度數(shù)據(jù)。
落球式粘度儀是一種比較簡便的儀器，一般也用來測定透明的牛頓流體，可以“泊”為單位表示。
3、小孔(單孔)式粘度儀(Orifice－Single－Viscosimeter)。
小孔式粘度儀與毛細(xì)管式粘度儀一樣，均屬于所謂流出(Efflux)型粘度儀。實(shí)際上，小孔式粘度儀可以看成是毛細(xì)管粘度儀的工業(yè)化，只是把流體的容量放大了，把毛細(xì)管部分改成了粗短的小孔而已。這種粘度儀在涂料工業(yè)中有比較廣泛的應(yīng)用。美國的4號福特杯（No.4Ford Cup），現(xiàn)在我國統(tǒng)一叫做“涂－4杯”。
這是一種測定流體從粘度杯中流出的全部時(shí)間(秒)來作為該流體的條件粘度的一種粘度儀。
涂－4粘度儀一般只適用于測定粘度在150秒以下的流體。水的粘度約為10秒。觸變性大的流體則不甚適用。
這種粘度儀的缺點(diǎn)是由于孔徑大，長度短，因此，流動的穩(wěn)定性差，在流動中的雷諾指數(shù)也比較大，故不適于作比較精確的科學(xué)研究。
這種粘度儀的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，操作簡便，易于擦洗，耐用。
還有一種更簡便的與涂—4粘度儀近似的小孔粘度儀，就是所謂的柴(恩)氏(Zahn)粘度杯。這是一種圓筒(柱)體，球形底，并帶有較長的手提梁的輕便粘度杯。一套共有五個(gè)，其底部開有不同尺寸的小孔，分別適用各種各種不同粘度產(chǎn)品的測量。
使用時(shí)只要把粘度杯浸入被測流體中，然后垂直提起，記錄粘度杯離開流體后開始流出至流絲第一次中斷所需的時(shí)間，以秒表示。
小孔式粘度儀可用于溶劑型油墨(例如凹版油墨、柔性凸版油墨)的粘度測定。這種儀器也適用于印刷車間的現(xiàn)場應(yīng)用測定，至為簡便、迅速。
多孔式粘度儀應(yīng)用比較少。
5、旋轉(zhuǎn)同心圓筒式粘度儀(Rotating Concentric Cylinder ViseosimeteF)。
旋轉(zhuǎn)共軸圓筒式(或簡稱旋轉(zhuǎn)式)粘度儀的原理：假設(shè)我們把兩層平行的板彎曲成兩個(gè)圓筒，一個(gè)靜止不動(類似下板)，一個(gè)旋轉(zhuǎn)而動(類似上板)，則就成了一個(gè)同心共軸的旋轉(zhuǎn)式粘度儀了。
在毛細(xì)管粘度儀中，其流動形式隨流體流過毛細(xì)管斷面的情況而有很大的差別，而在旋轉(zhuǎn)式粘度儀中則不然。所以，可以用它來測定非牛頓流體。
以旋轉(zhuǎn)式粘度儀測定流體的粘度時(shí)，實(shí)際上都是以儀器的旋轉(zhuǎn)速度和偶力M來表達(dá)的。一般設(shè)計(jì)都是一個(gè)圓筒靜止，另一個(gè)圓筒旋轉(zhuǎn)。偶力的數(shù)值則一般是通過彈簧的壓縮來測得的。
我國油墨行業(yè)目前采用比較廣的、由丹麥生產(chǎn)的愛密勒(EMLLA)旋轉(zhuǎn)式粘度儀就是一種外筒靜止，內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)，裝有偶力彈簧的儀器。由于它的旋轉(zhuǎn)速度是固定的，故偏轉(zhuǎn)的偶力就是被測流體的粘度。
（二）、粘 性 儀
粘性，也可定義為一種物質(zhì)的粘著性(Stickiness)，換言之也可說成在既定速度下分離兩個(gè)一定單位面積的平面(它們彼此之間則由液體所粘連在一起)所需的力。
粘性不僅包括液體的粘的性質(zhì)，而且亦包括固體的彈性破裂特性�？梢钥闯�，粘性是一個(gè)很復(fù)雜的綜合情況，它與彈性、粘附性能以及表面張力等因素均有關(guān)。
粘性儀(Tack Ometer)的規(guī)格，型號也很多，但是到目前為止，具有基本概念的典型，還是雷德(R．F．Reed)所發(fā)明的所謂油墨粘性儀(油墨計(jì)，油墨表)－Ink-O－meter。這是一種在動力的作用下像印刷機(jī)一樣的、由兩個(gè)輥?zhàn)咏M成的，測定薄層油墨膜(分離)的力的儀器。
來源： 卓創(chuàng)資訊化工網(wǎng)
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