欢迎来到知嘟嘟! 联系电话:13095918853 卖家免费入驻,海量在线求购! 卖家免费入驻,海量在线求购!
知嘟嘟
我要发布
联系电话:13095918853
知嘟嘟经纪人
收藏
专利号: 2020102850241
申请人: 中国矿业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
价格&联系人
年费信息
委托购买

摘要:

权利要求书:

1.一种牛顿流体粘度的温差型测量装置,其特征在于,包括:流体恒温控制装置和流体粘度测量装置,所述流体恒温控制装置包括:恒温水浴箱,所述恒温水浴箱中放置有预热存水部件和第一螺旋盘管,所述预热存水部件的入水口通过连接管连接至外部的注水部件,预热存水部件的出水口与第一螺旋盘管的入口连接,第一螺旋盘管的出口引出至恒温水浴箱外部;

加热部件,设置在所述恒温水浴箱内;

温度测量部件,设置在所述第一螺旋盘管的出口处;

阀一,设置在所述预热存水部件的入水口与所述注水部件之间的连接管道上;

阀二,设置在所述第一螺旋盘管引出至恒温水浴箱外部的末端;

所述流体粘度测量装置包括:

恒温箱体、第二螺旋盘管、压力传感器、环境测温温控装置以及温差测量装置,其中,所述第二螺旋盘管的螺旋盘管沿所述恒温箱体高度方向设置在所述恒温箱体内部,并且,所述第二螺旋盘管具有粗糙的盘管内表面;

所述压力传感器布置在所述第二螺旋盘管的入口和出口处;

所述环境测温温控装置设置在恒温箱体内部,用于监测并保持恒温箱体内温度;

所述温差测量装置包括P型半导体材料、N型半导体材料、微伏级电压信号放大器和电位计,其中,P型半导体材料和N型半导体材料连接为PN结,一端与所述第二螺旋盘管入口连接,一端与第二螺旋盘管的出口连接;

所述微伏级电压信号放大器用于将5‑45 范围内的电压信号 精准放大为 ;

所述电位计对放大后的温差电动势进行采集;

所述第二螺旋盘管的入口通过管道与所述第一螺旋盘管引出至恒温水浴箱外部的部分连接;

阀三,设置在第二螺旋盘管的入口和第一螺旋盘管引出至恒温水浴箱外部部分的连接管道上;

阀四,设置在第二螺旋盘管的出口处。

2.根据权利要求1所述的牛顿流体粘度的温差型测量装置,其特征在于,所述第二螺旋盘管中部有一段非导体材料管段。

3.根据权利要求1所述的牛顿流体粘度的温差型测量装置,其特征在于,所述预热存水部件包括多个耐压大容积密闭容器单元,多个耐压大容积密闭容器单元之间通过管道串接。

4.根据权利要求1所述的牛顿流体粘度的温差型测量装置,其特征在于,所述加热部件为平铺在恒温水浴箱底板上的多根加热管,加热管上方架设隔离孔板,所述预热存水部件和盘管坐设在隔离孔板上。

5.一种牛顿流体粘度的温差型测量方法,其特征在于,基于权利要求1所述的装置,包括以下步骤:

对于中低速牛顿流体,流速为 :若测量某种牛顿流体在温度 下的粘度 ,要经过以下步骤,S1、打开阀一、阀二,关闭阀三,将低温 的牛顿流体经过第一螺旋盘管水浴增温至恒定温度 并经阀二流出系统,同时,对恒温箱体升温至 并保持恒温;

S2、关闭阀二,打开阀三、阀四,并同时关闭恒温箱体使得环境测温温控装置只测温不控温,通过注水部件使牛顿流体以中低速 恒流流过第二螺旋盘管;

S3、恒温箱体和第二螺旋盘管构成的系统达到平衡后,测量第二螺旋盘管出入口的压降 、温差 ,同 时 ,测量恒温 箱体环境的温 升,热电势为  ,则液体粘度为:上式中, 为描述中低速流体粘度和流固界面对流换热系数之间关系的函数; 为重力加速度;Z1、Z2分别表示第二螺旋盘管入口和出口的基准平面高度;表示流体密度; 、表示第二螺旋盘管入口和出口的流体压力;c表示流体比热容; 为流体的质量流量;

表示热电势; 为热电材料的塞贝克系数; 为恒温箱体和第二螺旋盘管达到热平衡后的环境温度; 为恒温箱体和第二螺旋盘管达到热平衡后螺旋盘管内流体的平均温度,这里取 ;

对于高速流体,流速为 :

若测量某种牛顿流体在温度 下的粘度,要经过以下步骤,S4、在第二螺旋盘管外喷涂或布置高阻热材料;

S5、打开阀一、阀二,关闭阀三,将低温 的流体经过恒温水浴箱增温至恒定温度 并经阀二流出系统,同期,对恒温箱体升温至 并保持恒温;

S6、关闭阀二,打开阀三、阀四,并同时关闭恒温箱体使得环境测温温控装置只测温不控温,通过注水部件使流体以高速 恒流流过第二螺旋盘管;

S7、恒温箱体和第二螺旋盘管构成的系统达到平衡后,测量第二螺旋盘管出入口的压降 、温差 ,热电势为 ,则液体粘度为:上式中,为描述高速流体粘度与系统总机械能耗散之间关系的函数; 表示流体比热容; 为流体的质量流量; 表示热电势; 为热电材料的塞贝克系数。

6.根据权利要求5所述的牛顿流体粘度的温差型测量方法,其特征在于,上述两种速度牛顿流体测试之前,都要用标准液体进行试验,绘制工况表,建立标准液体在相同流速、入口温度为 条件下的粘度 热电势 关系,然后对于被测液体的粘度为。

7.根据权利要求5所述的牛顿流体粘度的温差型测量方法,其特征在于,所述注水部件包括恒压恒流双缸泵和连接在恒压恒流双缸泵入口上的冷水容器,所述恒压恒流双缸泵的出口通过连接管连接到预热存水部件的入口。

8.根据权利要求5所述的牛顿流体粘度的温差型测量方法,其特征在于,还包括设在恒温水浴箱箱壁外侧的水循环控制箱,所述水循环控制箱中设有水循环泵,所述水循环泵的吸水口通过管线连通至恒温水浴箱箱壁上开设的吸水孔,水循环泵的泵出口通过管线连通至恒温水浴箱箱壁上开设的泵出孔。

9.根据权利要求5所述的牛顿流体粘度的温差型测量方法,其特征在于,所述恒温水浴箱内壁上设有热电偶,热电偶与恒温水浴箱外侧设置的显示屏Ⅰ电连接;

所述温度测量部件为温度传感器,所述温度传感器与恒温水浴箱外侧设置的显示屏Ⅱ电连接。

10.根据权利要求5所述的牛顿流体粘度的温差型测量方法,其特征在于,所述恒温水浴箱内壁上设有热电偶,恒温水浴箱外设有温度控制单元,所述温度控制单元的控制端与加热部件的开关电连接,温度控制单元的输入端与热电偶信号连接。