振动弦黏度测量系统的研制

摘要

黏度在能源、化工、医疗等领域都有着重要的意义和广泛的应用,也是科学研究和工程设计中必须的基础数据。与目前主要的黏度测量方法相比,振动弦黏度测量法有着多种优势,因此本文将其作为研究对象。
　　在前人的研究基础上,本文设计了一套基于振动弦原理弦流体黏度测量装置。通过对比不同材料,振动弦选用直径0.1mm的钨丝,利用钐钴永磁体产生磁场;使用可加工机械陶瓷管作为丝的支撑支架,两端使用夹具固定;重新设计了压力容器,装置压力范围为0~30MPa;设计研制了多层均热恒温槽,实验结果表明达到稳定状态后,温度波动不超过±5mK,而且可以维持10小时以上的稳定。
　　本振动弦黏度测试系统的数据采集系统由信号发生器和锁相放大器以及计算机组成。各仪器之间通过GPIB电缆进行通讯。为使数据的采集和保存更加方便,对基于LabView8.5编写的数据采集软件进行了改进。
　　本文对实验装置的的参数进行了测试。利用真空实验得出振动弦的内部阻尼系数(由真空状态下的丝的共振频率和共振峰半峰宽计算得到),并使用甲苯作为标准物质,确定了振动弦的半径。
　　为了检验装置的实际性能,对不同温度和压力下甲苯的黏度进行了实验研究,并将实验数据与标准参考数据进行了对比。实验结果表明,实验数据与标准参考数据之间的偏差在±1.85％以内。详细分析和计算了实验数据的不确定度,得到实验结果的相对扩展不确定度在±2%以内。

目录

封面

声明

致谢

中文摘要

英文摘要

目录

图清单

附表清单

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 流体的黏度定义

1.3 主要黏度测量方法

1.4 本文主要内容

2 振动弦黏度测量原理

2.1 振动弦黏度测量的原理

2.2 工作方程

2.3 本章小结

3 多层均热恒温系统的研制

3.1 多层均热恒温槽的设计

3.2 温度实验测试系统

3.3 温度实验结果及讨论

3.4 本章小结

4 振动弦黏度测量系统的研制

4.1 振动弦黏度测量装置的设计

4.2 其他辅助实验系统

4.3 实验步骤

4.4 本章小结

5 实验系统参数的确定及检验

5.1 实验系统参数的确定

5.2 装置检验

5.3 不确定度分析

5.4 本章小结

6 结论

6.1 全文工作总结

6.2 工作展望

参考文献

作者简历