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旋轉粘度計測量過程中的湍流現象

發布時間:2020-05-14人氣:296
湍流現象是指氣流或者是流體發生的隨機不規則的高度復雜的三維非穩態、帶旋轉的運動,湍流又被稱為亂流、擾流或者是紊流。與湍流對應的是層流,層流在運動過程中,可以看到或者顯示出大方向的規則運動,氣流和流體的層流分層運動,互不混合,也稱為穩流或者是偏流。
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層流可以向湍流轉化,當氣流或者是流體速度超過某一個臨界點后,層流就會轉化為湍流。而湍流因為本身就是無規則的隨機的三維復雜運動,是幾乎不可能轉化為層流的,就目前來說還做不到這一點。
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湍流和層流

湍流和層流
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湍流現象的利弊。其實湍流現象在生活中很常見,例如在河水中可以看見一些移動漩渦、坐飛機時遇到的湍流導致飛機發生劇烈振動等等。我們可見、可感覺的湍流現象,大多數是有害的,所以需要時刻的注意;而一些湍流現象是人為設計的,目的就是為了利用好湍流,例如燃燒器中采用大速差偏置射流噴注燃料,可以產生湍流,使得燃料駐留的時間更長,提高燃燒效率。這主要是利用的湍流的強化傳遞和反應過程。也就是說湍流內含的能量復雜,比相對比較穩定的層流更“暴躁”。
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那么,在使用粘度計對流體的粘度值進行測量的過程中,會不會發生湍流現象呢?答案是粘度計測量過程中是會發生湍流現象的。對于以下形狀的轉子,根據博勒飛旋轉粘度計的實驗數據總結,在轉速和粘度值達到相應的情況下,是會發生湍流現象的:
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1)LV-1 轉子:在 60RPM 下 15cP
2)LV-2 轉子:在 200RPM 下 100cP
3)RV-1 轉子(可選件):在 50RPM 下 100cP?
4)ULA 適配器:在 60RPM 下 0.85cP
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無論 RPM/cP 的比值是否高于上述數值,在這些剪切情況下湍流都會存在。由于它是一個粘性和慣性力之間的關系,并且會急劇變化,因此湍流開始時的粘度只能靠估測。對于牛頓流體,湍流開始僅是一個小偏差或粘度升高,然后迅速增長?;旧?,湍流開始后就無特定的剪切,只有一個取決于流體類型的大概剪切范圍。
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因此,湍流現象對于粘度值測量的影響是,會影響粘度值測量的結果。所以在使用以上轉子測量時,盡量避免靠近上述條件,以免測量的流體發生湍流現象,使得粘度值的測量結果出現大的偏差。當然,如果測量的流體和選用的轉子及轉速環境都不好改變,那么在測量流體的粘度值時,可以不使用旋轉粘度計,轉而采用其他種類的粘度計進行流體粘度值的測量。
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總結:雖然湍流現象在粘度計測量過程中發生的概率比較小,但是我們知道粘度計測量粘度值的要求非常的高,被測量的流體發生一點點的湍流,都會影響到粘度計的測量結果。所以我們在實際的測量過程中,如果發現測量的粘度值相對來說有較大的波動,那么則需要考慮是否發生了湍流現象。

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