旋转粘度仪端面效应对准确测量液体性能的影响

开展端面附加力矩的研究是为了正确地指导旋转粘度仪的设计,调试及其使用,以达到准确测量各类液体流变性能的目的。长期以来,国内外旋转粘度仪均使用已知粘度的牛顿液体(标准油)作为仪器标定和消除端面效应的依据。这对牛顿液体的测量是较合理的,但对非牛顿液体的测量则会产生较大的误差。本文依据各类液体的流变规律,从理论上提出了这些液体作用在内筒端面的附加力矩公式及其相互关系。文章进一步将这些关系,采用数学推理的方法,通过动切应力修正系数A和稠度修正系数Z _n′把测量非牛顿液体统一在测量牛顿液体所设计的弹簧总旋转力矩上,这样既保证了非牛顿液体的准确测量,又使问题简化,给设计和使用带来了极大的方便。文章同时还指出了范氏旋转粘度仪在端面附加力矩值上所存在的问题,并对给出的有关流变参数计算式作了必要的修正。     

熔体流变特性的测定方法

为了测定熔体的流变特性,将普通的旋转粘度仪改造成转速可变的·用其测定了不同粘度的标准油,给出了仪器的重现性误差和试验总误差,试验总误差为测量牛顿流体时所容许的最大偏差·通过分析试验数据,确定试验中容许忽略屈服应力对粘性因子影响的最大误差值·进而,给出了判定熔体是否为非牛顿流体和确定非牛顿流体中是否有屈服应力的方法,其结果为深入研究熔体流变特性奠定了必要的基础·     

落球法测定液体粘滞系数误差的研究

液体粘滞系数的测定是一项基础物理实验,影响此实验结果的因素较多,在实际操作中往往会存在误差较大的情况。通过改进实验仪器,对各个重要参数进行了多次规范的测量,并研究了各测量参数的相对误差传递,旨在找出减小误差的方法。     

旋转液体特性实验的改进

深入分析了旋转液体特性实验测量重力加速度时的不确定度和各项直接测量对测量结果的影响,发现仪器结构的稳定性对实验结果影响较大,出射光线折射偏移也会产生较大系统误差,偏移误差可以通过选代方法计算并基本消除。文中对其他各量也提出了改进测量方法。用新方法显著降低了测量的不确定度和与公认值相比较的相对误差,满足了定量物理实验测量要求。     

微机全自控毛细管狭缝流变仪

这种毛细管狭缝流变仪,采用微型计算机数据采集和控制系统,可以在线或离线自动测量非牛顿流体的流变特性,特别适用于地质或石油钻井液洗井液流变特性的测定。仪器测量范围广,对低粘度和高粘度流体均适用,测量准确,自动测量时相对误差小于或等于3％,操作方便。     

一种新的高温高压流变性分析模型

钻井液流变性的准确分析与流变参数的准确计算一直是钻井水力分析与计算的基础,是提高井底压力计算精度的重要研究内容。基于高温高压流变实验数据,分析了旋转黏度计300 r/min和600 r/min下测量剪切应力随温度、压力的变化规律;进而建立了适用于各转速下高温高压(HTHP)剪切应力的通用预测模型,并给出了HTHP剪切速率预测模型系数的通用求解步骤。最后采用HTHP剪切应力预测模型对墨西哥湾一口实验井的合成基钻井液(屈服假塑性钻井液)进行了分析,同样具有很好的预测效果,表明该模型具有较广泛的适用性,可为高温高压井井底压力计算提供较为准确的HTHP流变参数。     

高温高压振动丝黏度仪的研制

在振动丝技术的基础上,设计和制造出一种黏度仪,其工作原理是将截面为圆形的振动丝浸在待测液体中,然后让振动丝进行垂直于中心轴线的横向振动,从而测定流体的黏度和密度,写出了相应的工作方程,并对振动丝黏度仪的设计和操作过程进行了描述.振动丝黏度仪主要包括振动丝传感器、温度控制系统、压力控制系统和信号调节系统.确定了仪器的操作参数,测定了正己烷在298.15~403.15K、0.10MPa和5.1MPa两个压力条件下的黏度和密度.比较实验数据和文献数据可知,本仪器测量密度时测量误差小于±0.50/0,测量黏度时的测量精度为±0.50/0,测量误差在±2.00/0以内.目前该仪器已经用于高温高压液体黏度和密度的测定.     

非同步交流采样误差分析及滤波器设计

导出了工频电参数测量中非同步采样时电压、电流和功率的准确误差公式,设计了侈通滤波器,从而降低非同步引起的误差。仿真计算表明,上述措施计算简单,有效地提高了测量精度。     

准确测定三参数非牛顿液体的流变参数

Herschel—Bulkley流变模式是一个三参数的流变模式,它能较好地反映泥浆、水泥浆及高分子溶液等的流变性能,并具有适应范围广、精度较高的特点。本文从该流变模式的本构方程出发,应用幂级数的展开形式,推导出液体作水平旋转运动的流变规律及其精确的流变参数计算式,同时分析了用一般表达式计算流变参数所造成的误差和影响因素。幂级数的展开式虽是一个近似的式子,但其精确性已能满足工程上的要求。为了提高流变参数的精确性,文中还推证出某一剪切应力的计算公式。     

NDJ-4型旋转粘度仪的改进及其应用

在改进NDJ-4型旋转粘度仪的基础上，测量了端羟基聚丁二烯(HTPB)的表观粘度，依此估算出它的流变学参数(切应力τ、剪切速率γ及剪切速率指数n)，对HTPB的流变学特性进行了表征，为含硼富燃固体推进荆药浆工艺的影响因素的流变特性研究奠定了基础。     

CLS—Ⅱ直流三线数字测力仪在车削力测定中的正确使用

本文作者在多年来指导实验的基础上，对车削力的测量中“ＣＬＳ－Ⅱ”和仪的正确使用、仪器的校正、有关参数的计算以及对传感器的标定等，摸索出了一套切实可行的方法，为较准确测出车削力探明途径。     

三维姿态测量系统的安装误差

研究了倾角仪相对于电荷耦合器件的倾斜安装误差的标定方法和补偿技术.运用旋转矩阵描述了传感器之间的相对位置关系,并由此定义了3个安装误差参数,通过旋转矩阵的复合变换推导了测角系统因倾斜安装倾角仪而造成的测量误差的表达式,采用蒙特卡罗方法分别分析了3个安装误差参数对系统测量误差的影响,最后给出了3个安装误差参数的标定方法并进行了基于高精度三轴转台的安装误差补偿实验.实验证明所提方法有效地减小了倾角仪的倾斜安装误差对角度测量的影响,使系统获得了更高的测量精度.     

制冷剂饱和液粘度测量和标定的新方法

提出了一种使用改型的毛细管粘度计精确测量制冷剂饱和液粘度的新的标定和测量方法。用雷诺数Ｒｅ与毛细管管径关联的方法选择毛细管管径;用理论与实验结合的方法标定仪器常数;用不同充注量标定的方法确定不同温度下的仪器常数;分析了对粘度测量值的各种影响因素;使用本方法测量制冷剂饱和液粘度的最大误差小于３％。本方法也适用于其它小粘度流体的粘度测量。     

电流变隔振器系统的键合图分析及动特性仿真

基于电流变液体特殊的阻尼可调的力学性能,针对电流变隔振器的结构特点,论述了其工作原理,采用键合图方法仿真和模拟评价隔振系统性能的两个参数--动刚度和响应滞后角.从理论的角度证明了电流变隔振器在低、高频段均有良好的隔振效果,该隔振器可利用"智能"的电流变液体,依靠外电场的控制及时准确地调控液体的粘度,实现对系统阻尼力的干预调节,达到发动机宽频带范围内主动隔振的目的.     

新型旋转毛细管粘度计测量血液流变特性方法

阐述了新型旋转毛细管粘度计测量血液流变特性的原理和方法．由该粘度计的可测量参数压力梯度和流量,得到了壁面切应力,定义了特征粘度和特征切变率;建立了特征切变率、壁面切应力与血液本构方程的关系,并通过线性回归得到本构方程特征参数;用该粘度计对水和人体血液的测量数据进行验证．结果表明,该粘度计可以用于测量血液的流变特性．     

液相性质对泡沫流变特性的影响

采用同轴圆筒旋转粘度计,测定了泡沫流体的剪应力和剪切速率,并用回归分析方法求得流变特性参数。结果表明,泡沫流体本构方程可用Herschel-Bulckley模型表示。泡沫气含率和液相非牛顿特性对流变特性参数影响明显。     

对空气比热容比测定实验的研究

文章通过使用气体比热容比测定仪就仪器的烧瓶容积、大气压强以及空气湿度对空气比热容比测定的影响进行了研究，得出了以下结论：凡仪器的烧瓶容积大小与设计值(2645ml)一致或接近的仪器，其比热容比的误差较小，反之，其比热容比的误差较大；大气压强对比热容比的测定无影响；空气相对湿度大的其比热容比的测量值就会变小。     

VAc-BA-NMA三元共聚物乳液的流变性能

用旋转粘度计测定了醋酸乙烯酸（VAc）－丙烯酸丁酯（BA）－N－羟甲基丙烯酰胺（NMA）三元共聚物乳液的流变性能，研究了功能性单体NMA和原料配比对液体系流变性能的影响。对流变性能数据进行了线性回归分析，结果表明：VAc－BA－NMA三元共聚物乳液为假塑性流；随NMA含量的增加，乳液粘度增加，流动指数n减小；原料配比中VAc含量的增加，使得乳液体系的流变行为有向牛顿流体方向移动的趋势。     

宾汉流体在钻井同心环空内轴向层流核及压降计算

针对石油钻井过程中钻井液在环形空间内的特点.对宾汉液体在钻井同心环空内轴向层流流动时流棱及流动压降进行了精确的理论分析.利用圆柱坐标系.导出了流场分布、流核尺寸及流动压降的理论计算公式.给出了便于现场应用的计算模式及有关的计算图表.有助于准确确定直井钻井过程中环空流核尺寸及流动压降.为更好地进行水力参数和钻井液流变参数设计,提供了参考依据.文中还从理论上对比分析了以前常用简化计算公式的计算误差.     

关于利用放射性同位素测定高速水流含气量的研究

在高速水流研究中,含气量的测定具有实际的意义,作者试制了利用放射性同位素测定高速水流含气量的仪器,文中阐明了仪器的基本原理,仪器的设计和制造,校正和使用的方法,以及进行了仪器的误差分析。实验证明,在实验室中,在测定水流平均含气量时该仪器具有足够的精确度。