一种基于薄圆盘转子欠阻尼振动测量液体粘滞系数的方法技术

本发明专利技术提供了一种基于薄圆盘转子欠阻尼振动的液体粘滞系数测量方法。基于欠阻尼振动原理与圆片转子结构设计了一种变温测量液体粘滞系数的装置，作为圆盘转子的阻尼圆片在液体粘滞力的作用下进行欠阻尼振动，构建了圆盘欠阻尼振动关联液体粘滞系数的物理模型并推导了粘滞系数与阻尼系数函数关系式。拟合振子振动数据得到振幅衰减函数，符合理论推导，得到的阻尼系数代入粘滞系数与阻尼系数函数关系式即可计算得出液体粘滞系数。该方法不依赖待测液体的透明性、操作简单、成本低廉；采用模块化设计，通过更换不同型号的配重盘和阻尼圆片，按需求改变测量范围和测量精度。可应用于临床医学上血液粘度的精确测量、化工原料及产品的粘滞系数测量等。品的粘滞系数测量等。品的粘滞系数测量等。

【技术实现步骤摘要】
一种基于薄圆盘转子欠阻尼振动测量液体粘滞系数的方法


[0001]本专利技术属于流体动力学
，具体涉及一种基于薄圆盘转子欠阻尼振动测量液体粘滞系数的方法。

技术介绍

[0002]液体的粘滞系数又称为内摩擦系数或粘度。是描述液体内摩擦性质的一个重要物理量。它表征液体反抗形变的能力，只有在液体内存在相对运动时才表现出来。内部之间存在相对运动时，各个接触面之间存在内摩擦力(粘滞力)，其方向平行于接触面，大小与接触面面积以及接触面处的速度梯度成正比，比例系数称为粘滞系数。粘滞系数不仅材料本身有关，还对温度比较敏感，液体的粘滞系数随着温度升高而降低。研究和测量液体的粘滞系数，在材料科学、工程技术，理疗卫生，生物技术等领域有很重要的作用。不仅在材料科学研究方面意义重大，也是交通运载工具外形设计中必须考虑的重要因素和石油工业生产中的重要指标，血液粘度更是作为现代临床预防医学及亚健康检测的主要指标。现有国内外测量粘滞系数的方法大多为落球法、毛细管法、旋转法等，这些测定液体粘滞系数的方法虽都能测量出液体粘滞系数，但局限性都比较大。如落球法十分依赖于时间的精确本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于薄圆盘转子欠阻尼振动原理测量液体粘滞系数的方法，其特征在于：所述方法采用的装置包括金属支撑架(1)、轴承(2)、粗金属连接杆(3)、扭摆弹簧(4)、若干组不同规格的配重盘(5)、细金属连接杆(6)、不同直径的阻尼圆片(7)、螺丝螺帽(8)、底座(9)，所述扭摆弹簧(4)、配重盘(5)、阻尼圆片(7)自上而下依次相连，其中所述金属支撑架(1)竖立固定于底座(9)上，所述扭摆弹簧(4)通过粗连接杆(3)、轴承(2)与所述金属支撑架(1)相连，所述配重盘(5)通过轴承(2)与所述扭摆弹簧(4)相连，所述阻尼圆片(7)通过细连接杆(6)与所述配重盘(5)相连，不同规格的配重盘(5)用于提供不同大小的转动惯量，不同直径的阻尼圆片(7)用于改变粘滞力大小从而提供不同的测量精度；所述方法包括如下步骤：S1、将盛有待测液体的玻璃器皿置于恒温水浴箱中进行控温，再将所述阻尼圆片(7)浸没在待测液体中，将阻尼圆片(7)转动至一初始角后释放，扭摆弹簧(4)通过细金属连接杆(6)和轴承带动阻尼圆片(7)在液体中作欠阻尼振动；S2、通过图像拍摄追踪技术获取与阻尼圆片(7)同步转动的配重盘(5)上的特征点运动轨迹，收集得到转角θ的轨迹变化数据，将轨迹运动数据进行非线性拟合得出振幅衰减函数Ae
‑
βt
，从而得到阻尼系数β，带入阻尼系数β与粘滞系数η的关系式进而得到粘滞系数η，式中η0为粘滞系数初始值，(α是装置固有摩擦系数)，R0＝2J(J是装置的总体转动惯量)。2.根据权利要求1所述的基于薄圆盘转子欠阻尼振动原理测量粘滞系数的方法，其特征在于：所述扭摆弹簧(4)...

【专利技术属性】
技术研发人员：钱沐杨，代国红，彭毅，帅哲轩，赵志坤，陈宏煜，宁依婷，
申请(专利权)人：南昌大学，
类型：发明
国别省市：