[发明专利]高剪切速率下非牛顿流体表观黏度测量装置及测量方法

权利要求书

1.一种高剪切速率下非牛顿流体表观黏度测量装置的测量方法，所述测量装置包括测量本体(1)、压差变送器(2)和温度传感器(3)，所述测量本体(1)上开设有横截面呈矩形的微槽道(901)，所述微槽道(901)的高度与微槽道(901)的宽度比值大于等于15，所述压差变送器(2)包括两个均与信号调节电路板连接的压力传感器，两个所述压力传感器设置在微槽道(901)内，两个所述压力传感器分别位于流体流过微槽道(901)中层流的两端，所述温度传感器(3)设置在微槽道(901)内，所述测量本体(1)的一端设置有用于给微槽道(901)提供流体通过的进液控制机构，其特征在于：该测量方法包括以下步骤：

S1、当流体流过微槽道(901)，利用设置在微槽道(901)内的压差变送器(2)测出以恒定流量Q流动流体两点之间的压差Δp，对于充分发展的二维稳态层流，压差Δp与壁面剪切应力τ_w有如下关系：

wdΔp＝2l₀(w+d)τ_w (1)

式(1)中d是微槽道(901)的矩形横截面的高度，d的单位为m；w是微槽道(901)的矩形横截面的宽度，w的单位为m；Δp是压差，Δp的单位为kPa；l₀是压差变送器(2)两测量点之间的距离，l₀的单位为m；τ_w是壁面剪切应力，τ_w的单位为kPa；

S2、在微槽道(901)中确定壁面剪切速率γ_w是流量Q的线性函数：

式(2)中Q是流量，Q的单位为m³·s^-1；γ_w是壁面剪切速率，γ_w的单位为s^-1；

利用式(2)近似得出表观剪切速率γ_a，并通过Weissenberg–Rabinowitsch–Mooney方法，得到实际壁面剪切速率γ_w,true：

S3、把测得的压差Δp和流量Q关系转换为壁面剪切应力τ_w和壁面剪切速率γ_w的关系，最后由式(4)计算出流体的表观黏度：

式(4)中η(γ_w,true)是流体的表观黏度，η(γ_w,true)的单位为Pa s，γ_w,true是实际壁面剪切速率，γ_w,true的单位为s^-1。