粘度测量方法

粘度测量方法

国家标准 GB/T10247一2008 代替GB/T10247一1988 粘度测量方法 Methdlsofviseosity measurement 2008-06-20发布 2009-01-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管蹬委员会国家标准

GB/10247一2008 目 次 前言 范围 毛细管法 落球法 旋转法 振动法 1 附录A规范性附录玻璃毛细管粘度计的规格 15 附录B规范性附录毛细管法粘度测量的误差与修正 18 附录C规范性附录落球法所用球的直径、密度及试样管内径及计时标线之间距离的测量 19 附录D资料性附录常用的旋转粘度计型式 23 附录E规范性附录测量报告 24 参考文献

GB/10247一2008 前 言 请注意本标准的某些内容有可能涉及专利 本标准的发布机构不应承担识别这些专利的责任 本标准代替GB/T10247一1988《粘度测试方法》 与GB/T10247一1988相比较,本标准的主要变化如下 -增加了前言和参考文献的内容; -增加了2.6.2、3.6.2再现性测量中的注; 修改了4.6.2,5.6.2再现性测量中的注内容; 修改了4.6.1重复性内容 本标准的附录A,附录B,附录C和附录E为规范性附录,附录D为资料性附录 本标准由机械工业联合会提出 本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会分析仪器分技术委员会归口 本标准起草单位;成都仪器厂,计量科学研究院化学计量与分析科学研究所、石油大学(北 京),上海精密科学仪器有限公司 本标准主要起草人;余永惠、张传思、吕伸兰、张劲军,吴亚锋,董莉 本标准所代替标准的历次版本发布情况为 -GB/T10247一1988 I

GB/10247一2008 粘度测量方法 范围 本标准规定了毛细管法、落球法、,旋转法和振动法测量流体运动粘度和动力粘度的通用方法 本标准适用于牛顿流体的粘度测量,不适用于非牛顿流体的粘度测量 毛细管法 2.1适用性 本方法适用于实验室取样测量10mm'/s以下的运动粘度 2.2测量原理 测量一定体积的流体在重力作用下,以匀速层流状态流经毛细管所需的时间求运动粘度,其基本 公式: 100rd'ght 128V 式中: 流体的运动粘度,单位为二次方毫米每秒(mm'/s); 圆周率; 毛细管内径,单位为厘米(cm); 毛细管长度,单位为厘米(enm); 平均有效液柱高度,单位为厘米(e cm; 流体流经毛细管的计时体积,单位为立方厘米(cm=); 重力加速度,单位为厘米每二次方秒(cm/s): 体积为V的流体的流动时间,单位为秒(s); E 动能系数 对于相对测量,公式(1)可写成 旦 y=G一 .(2 元 式中 用标准粘度液(以下简称标准液)标定的粘度计常数,单位为二次方毫米每二次方秒(nmn/ 如果E/2GB/T10247一2008 2.3.3温度计 采用经校准并修正,分度值不大于0.01C精密型)及0.1C工业型)的水银温度计或其他测 温设备 2.3.4密度计 采用经校准并修正,其分度值为0.0o1g/cem的密度计 2.3.5计时器 采用经校准并修正,其分辨率不大于0.ls,测量误差不大于0.05%的秒表或其他计时设备 2.3.6其他 电烘箱或吹风机、真空泵或其他抽气设备,粘度计夹子、线坠或其他调垂直装置、乳胶管、能有效清 洗粘度计的溶剂或洗液等 2.4测量步骤 2.4.1准备 2.4.1.1试样的处理 对于舍有机械杂质的试样应事先过速 2.4.1.2粘度计的选择 选择适当内径的粘度计使得流动时间在200,以上 平氏粘度计,鸟氏粘度计和芬民粘度计的最 细内径的流动时间分别不得小于350s、300、和250s,详见附录A 2.4.1.3粘度计的清洗及干燥 粘度计在使用前用适当的非喊性溶剂清洗并干燥 对于新购置、长期未使用过的或沾有污垢的粘 度计,要用铬酸洗液浸泡2h以上,再用自来水、蒸水洗净及烘干 2. 4.2装液 .4.2.1按2.4.2.2和2.4.2.4装液,试样温度应控制在试验温度士2C的范围内 2 2.4.2.2对于平氏粘度计及芬氏粘度计(见图A.1、图A.2),把其倒转过来,让管N插人试样中,将试 样吸人至计时球的下标线F,迅速倒转粘度计并擦净管口 2. .4.2.3对于乌氏粘度计(见图A.3),把试样从管1装人下储器A,使液面处于上、下装液标线G与 H之间 2.4.2.4对于逆流粘度计(见图A.4)按2.4.2.1方法将试样吸到刻线G,迅速倒转粘度计,密闭管N 采用套上带水止夹的乳胶管等方法)以防试样流人计时球 2.4.3安装 2. .4.3.1把装好试样的粘度计的管N乌氏粘度计的管N与M)套上干净的乳胶管 4.3.2用粘度计夹具或支架把粘度计固定在恒温槽中,让恒温槽液面高于计时球c(逆流粘度计的 2. 上储器D)20mm以上,使粘度计底部高于恒温槽底20mm以上 2 .4.3.3调节粘度计使毛细管垂直(对于芬氏粘度计,使计时球C及下储器A处于同一垂线上). 2 .4.4恒温 测量之前,粘度计在恒温槽中、在测量温度下恒温至少15min 对粘度大的试样适当延长恒温 时间 2 .4.5测量 .4.5.1对于平氏粘度计和芬氏粘度计,将管N与抽气设备(真空泵,洗耳球或注射器等)连通,把试 样吸人计时球,至上标线E以上约5mm处,使管N与大气相通,试样自然流下,测量试样弯月面最低 点通过计时球上下标线E,F的时间 不重装试样,重复测量两次流动时间,取平均值 两次测量的流 动时间之差应不大于平均值的0.2%(精密型)及0.5%(工业型) 2.4.5.2对于乌氏粘度计,密封管M,将管N与抽气设备相连,将液体吸至计时球上标线E以上约 5 mm处,使管M及N均与大气相通,液体自然流下,测量与取值同2.4.5.1
GB/10247一2008 2.4.5.3对于逆流粘度计,使管N与大气相通,液体自然流下,测量液面的上缘从计时球C的下标线 E升至上标线F所需的时间 对于每一种试样要作两次平行测量测量第一次,粘度计要清洗烘干后 再作第二次测量,或用两支粘度计各测量一次) 两次测量的流动时间之差应不大于平均值的0.35% (精密型)及1.0%(工业型),否则应重新测量 取两次流动时间的平均值为测量结果 2.5结果计算 2.5.1运动粘度的计算 把按2.4.5方法测量的流动时间代人公式(3)计算运动粘度 在精密度测量时,可按附录B对结果进行修正 2.5.2动力粘度的计算 用公式(4)计算试样的动力粘度 7=O 式中: 试样的动力粘度,单位为毫帕秒(mPas); -与测量运动粘度相同的温度下试样的密度,单位为克每立方厘米(g/cm') 2.6精密度 2.6.1重复性 同一操作者,在同一实验室,用同一台粘度计,对同一试样作两次平行测量,两次测量结果之差应不 大于平均值的0.35%(精密型)或1.0%(工业型. 2.6.2再现性 不同操作者,在不同实验室,用相同类型的不同粘度计,对同一试样测量,测量结果之差应不大于平 均值的0.7%精密型)或2%(工业型) 注:为了得到可靠的再现性结果,需要在相同试验温度下,对同一试样进行测量 2.7测量报告 报告运动粘度或动力粘度两者的试验结果,分别对测量值或计算值给出四位有效数字(精密型)和 三位有效数字(工业型),并注明是依据本标准进行试验 按附录E规定填写 落球法 3.1适用性 本方法适用于实验室取样测量,量程较宽,特别适合高粘度试样在低剪切速率下的粘度测量 3.2测量原理 3.2.1直落式 通过测量球在液体中匀速自由下落一定距离所需的时间求动力粘度,见公式(5): 100a o)g .(5 18 式中 球的直径,单位为厘米(e d cm 球的密度,单位为克每立方厘米(g/cm); oo -液体的密度,单位为克每立方厘米(g/cmi); 球的下落距离,单位为厘米(em); 球下落距离所需时间,单位为秒(s); 对于管壁影响的修正系数 1c 1d /=1一2.104十2.09 -0.95 云 云 式中: D- 试样管的内径,单位为厘米(em);
GB/T10247一2008 对于相对测量,公式(5)可写成 o) K(e 式中 K -球的常数(用标准液标定),单位为毫帕秒立方厘米每克(mPas”cm”g-1. 3.2.2滚落式 通过测量固体球在充满试样的倾斜管子中沿管壁滚动,下落一定距离所需的时间计算粘度 此方 法只适用于作相对测量 按公式(6)计算粘度 3.3设备和材料 测量球 直落式采用直径为1 mm一4m的若干种轴承钢球,滚落式采用直径为m mml5.8mm的不锈 钢、合金钢或玻璃球 3.3.2试样管 试样管的计时标线间隔不应小于50mm,直落式的试样管的直径必须是测量球直径的5倍~ 10倍 3.3.3恒温槽 直落式恒温槽的深度应满足了.A.2.1要求 糟体必须由透明材料制成,或有观察窗,如图1所示 滚落式的保温套由恒温槽循环提供恒温液,如图2所示 在设定温度下,恒温槽温度波动度应不超 过士0.1C 3.3.4温度计 采用经校准并修正过的,其分辨率不大于0.1C水银温度计或其他测温设备 3.3.5计时器 同2.3.5 导向管; 试样面 上标线m; 下标线2; 搅拌器; 温度计 恒温槽 图1直落式恒温槽示意图
GB/10247一2008 10 l1 12 13 球; 试样管 排气塞; 螺帽; 密封盖; 保温套; 温度计; 进水管; 出水管; 1d 计时标线m1; 计时标线mg; 计时标线m2; 13 水准泡; 转轴， 14 定位销钉 15 16 水平螺钉; 17 支架 图2滚落式恒温槽示意图 3.3.6其他 吹风机、小球夹具、管刷、有机溶剂等 3.4测量步骤 3.4.1准备 3 .4.1.1试样的处理 同2.4.1.1
GB/T10247一2008 3.4.1.2球的选择 选择适当尺寸的球使其在试样中的下落速度不大于1.67mm/s(相当于50mm/30s). 3.4.1.3球及试样管的清洗 球及试样管在使用前用适当的溶剂清洗数次,并用吹风机吹干 3.4.2装液、安装及调节 3.4.2.1直落式 按图1将试样装人试样管中,使液面处于上计时标线m150mm以上,塞上中心处带有垂直导向管 的塞子 把试样管垂直安装在恒温槽中,并使液面处于恒温液面20mm以下 3.4.2.2滚落式 按图2盖上试样管底部的密封盖5及螺帽4,把试样装人试样管中,使液面低于管端约15mm,放 人球,盖上排气塞3,密封盖5及螺帽4,调节仪器的水平位置(此时试样管与垂线成10角 3.4.3恒温 测量之前,在测量温度下恒温至少 15min 对粘度大的试样适当延长恒温时间 3. .4.4测量 3.4.4.1直落式 待试样中的气泡消失后,把球从导向管放人试样中,测量球下落经过m、m2计时标线所需时间,投 人第二个同样尺寸的球,测量其下落时间,取平均值 两球的下落时间之差应不大于平均值的1% 3 4.4.2滚落式 待试样中的气泡消失后,将试样管连同保温套旋转180",使球降至试样管的顶端此时顶端朝下). 再把试样管连同保温套倒转180",使其回到正常位置,并用定位销钉锁紧 球由顶端沿管壁滚动下落 测量球下落经过M1、m计时标线所需的时间 重复以上操作测量球的下落时间.取平均值 两次下落 时间之差应不大于平均值的1% 3.5结果计算 3.5.1绝对法(仅直落式适用)测量结果的计算 按公式(5)计算试样的动力粘度),其中d、D,.、的测量按附录C规定 3.5.2相对法测量结果的计算 把测得的平均时间'代人公式(6),计算试样的动力粘度 球的密度A及试样的密度/的测量分 别同3.5.1及2.5.2 3.6精密度 3.6.1重复性 同一操作者,在同一实验室,用同一台粘度计,对同一试样作两次平行测量,两次测量结果之差应不 大于平均值的1.5% 3.6.2再现性 不同操作者,在不同实验室,用相同类型的不同粘度计,对同一试样测量,两次测量结果之差应不大 于平均值的3% 注:为了得到可靠的再现性结果,需要在相同试验温度下,对同一试样进行测量 测量报告 报告动力粘度的试验结果,对测量值或计算值给出三位有效数字,并注明是依据本标准进行试验 按附录E规定填写 旋转法 适用性 本方法测量范围宽,适用于实验室取样测量 2 测量原理 4. 使圆筒圆锥)在流体中旋转或圆筒(圆锥)静止而停周围的流体旋转流动,流体的粘性扭矩将作用
GB/10247一2008 于圆筒圆锥),流体的动力粘度与扭矩的关系可用公式(7)表示: AM 外 式中: 流体的动力粘度,单位为帕秒(Pas) 刃 M -流体作用于圆筒(圆锥)的粘性扭矩,单位为牛顿米(Nm); -圆筒圆锥)的旋转速度,单位为弧度每秒(rad/s) n 常数,单位为每立方米(m-3 在选定的转速下,流体动力粘度仅与扭矩有关,可按公式(8)求得动力粘度 8 =K1a 1 式中: K 粘度计常数,单位为帕秒(Pas); -精度计示值 在选定的剪切速率下,流体动力粘度仅与剪切应力有关 根据牛顿内摩擦定律,流体的动力粘度与 剪切速率关系如下,可按公式(9)求得动力粘度 不- 式中: 流体作用于圆筒圆锥)的剪切应力,单位为帕(Pa); 流体的剪切速率,单位为每秒(s-I) 粘度计测量系统常数,单位为帕(Pa). 设备和材料 4.3.1粘度计 根据粘度范围、剪切应力,剪切速率、准确度和试样量选择粘度计型式 常用的三种旋转粘度计型 式参见附录D. 旋转粘度计需经校准 4.3.2恒温槽 在设定温度下,温度波动度不超过士0.1C,可以对外输出循环恒温水 4. 3. 温度计 .3 同3.3.4 4.3.4其他 取样器皿、溶剂或洗液、白绸、卷简纸等 测量步骤 4.4.1安装 按粘度计说明书安装,有水平要求的粘度计需调节支座螺钉达到水平 4.4.2清洗 用适当的溶剂清洗取样器皿、测量系统,用白绸或卷简纸擦干(或吹干)后备用 4.4.3装料 目测试样无杂质和气泡后,按规定准确取样 恒温 试样在测试温度下充分恒温,以保证示值稳定 参考恒温时间:锥-板、同轴圆筒、单圆筒系统依次 为0.5h、1h2h 单圆简系统试样用料多,应注意检测试样内层的温度,使之符合要求 4. .4.5测量 4.4.5.1启动粘度计,待示值稳定后读数,然后关断电源 如此重复测量三次示值,其与平均值的最大
GB/T10247一2008 偏差应不超过平均值的士1.5%,否则,应重新测量 取三次示值的平均值为该次测量结果 4.5结果计算 4.5.1根据公式(8)、公式(9)计算粘度 4.5.2示值受电网频率影响的粘度计(见粘度计说明书),若电网频率变化超过士1%,应对测量结果加 以修正 B .(10 7S 一死:x 大 式中: 实际粘度,单位为帕秒(Pas); 外 测量粘度,单位为帕秒(Pas); c -电网标称频率,单位为赫兹(Hz); JfB 电网实测频率,单位为赫兹(Hz) fs 4.6精密度 4.6.1重复性 同一操作者,在同一实验室,用同一台粘度计,对同一试样作两次平行测量,其结果与平均值之差应 不大于所选粘度计的固有误差 4.6.2再现性 不同操作者,在不同实验室,用相同类型的不同粘度计,对同一试样测量,其结果与平均值之差应不 超过所选粘度计固有误差的1.5倍 注:为了得到可靠的再现性结果,需要在相同试验温度下,对同一试样进行测量 测量报告 报告动力粘度的试验结果,对测量值或计算值给出三位有效数字,并注明是依据本标准进行试验 按附录E规定填写 振动法 5.1适用性 本方法适用于实验室和工业过程测量1000mPa”s以下的粘度 5. 测量原理 2 用一定强度的磁脉冲激励测头使振动体振动 振动体置于被测流体中时,受流体粘性阻力作用振 动将衰减,其衰减系数与流体的动力粘度和密度的关系可用公式(ll)表示 .(11 a1=KV 式中: 衰碱系数,单位为毫帕秒克每立方厘米(mPas”g”cm K -粘度计常数,单位为毫帕秒克每立方厘米的平方根(、mPa sg”cm 5.3设备和材料 5.3.1粘度计 振动粘度计需经校准 5.3.2恒温槽 在设定温度下,温度波动度不超过士0.1 5.3.3温度计 同3.3. 44
GB/10247一2008 5.3.4密度计 同2.3.4 5.3.5其他 试样容器(有效容积应足够大,以避免器壁的影响),测头支架,有机溶剂、白绸、卷简纸等 5.4测量步骤 5.4.1安装 连接粘度计和测头的电缆线,配上测头支架,使测头垂直向下 5.4.2清洗测头 取下保护套,用适当溶剂浸泡和清洗,再用白绸或卷筒纸擦干,装上保护套 擦拭振动体时应从根 部开始向前进行,切忌造成机械变形 5.4.3装料 目测试样无杂质和气泡后,按规定准确取样 5.4.4调零 仪器通电预热0.5h,把测头垂直向下置于空气中,在最灵敏量程进行零位调整 5.4.5恒温 把振动体垂直插人试样,使其处于容器中心位置,并全部被试样淹设 试样和振动体在渊量温度下 恒温0.5h1h 5.4.6测量 5.4.6.1从高到低依次转换量程 尽量选择低量程读数 5.4.6.2待示值稳定后读数,共测量三次,每两个读数之间使测头和容器相对旋转90°(振动体不拔 出) 三次示值与平均值的最大偏差应不超过平均值的士1.5%,否则,应重新测量 取两次平行测量结 果的平均值 5.5结果计算 将测量结果代人公式(12)或公式(13)计算 A 12 13 式中: A 测量结果,单位为毫帕秒克每立方厘米(mPa cm-3 "s”g 5.6精密度 5.6.1重复性 同 -操作者,在同一实验室,用同一台粘度计,对同一试样作两次平行测量,其结果与平均值之差应 不超过平均值的士2.5% 5.6.2再现性 不同操作者,在不同实验室,用相同类型的不同粘度计,对同一试样测量,其结果与平均值之差应不 超过所选粘度计固有误差的1.5倍 注:为了得到可靠的再现性结果,需要在相同试验温度下,对同一试样进行测量 5.7测量报告 报告运动粘度或动力粘度两者的试验结果,分别对测量值或计算值给出三位有效数字,并注明是依 据本标准进行试验 按附录E的规定填写
GB/T10247一2008 附 录A 规范性附录 玻璃毛细管粘度计的规格 A.1平氏粘度计 平氏粘度计示意图见图A.1,其尺寸及测量范围见表A.1 单位为毫米 h40 夹持管 下贮器; 计时球 N 通气管; D 上贮器 支管; 上计时标线 连接管， E F R 下计时标线、装液标线 工作毛细管 注:未注尺寸公差土10% 图A.1平氏粘度计示意图 10
GB/10247一2008 表A.1平氏粘度计的尺寸及测量范围 标称粘度计常数 测量范围 毛细管R内径 球体积/ems(士5%们 尺寸号 D mm'/s) nmm(士2% mm'/s 0.0017 0.6=1.7 0.40 3.7 0.0085 0.60 3.7 0.027 3." 5.4一27 0,80 3.7 0.065 1365 1.00 3.7 3.7 0. 2840 1.20 3." 0.35 70350 1.50 3.7 2001000 2.00 3." l.0 2.6 5202600 2.50 3.7 3.7 10605300 3.00 3.7 19809900 3.50 3.7 9,9 0 17 3400~17000 4.00 3.7 最短流动时间为350s其他均为200s A.2芬氏粘度计 芬氏粘度计示意图见图A.2,其尺寸及测量范围见表A.2 单位为毫米 心 8 13 外3s5 下贮器; 夹持管; 上通气管 计时球; 上贮器; 连接管; D P E R 上计时标线; 工作毛细管 R 下计时标线、装液标线; 注:未注尺寸公差土10% 图A.2芬氏粘度计示意图 11
GB/T10247一2008 表A.2芬氏粘度计的尺寸及测量范围 标称粘度计常数/ 测量范围/ 毛细管R内径/ 管N、管E和管P球体积/cm士5% 尺寸号 mm'/ nmm(士2% 内径/mm mm"/s 0.002 25 0.52 0.30 2，6一3.0 3. 50 0.004 2.6 3. 75 0.006 1.68 3. 3 0,54 2.6一3.2 l00 15 0.015 3. 0,53 2.8一3.6 3. 150 0.035 35 200 0.1 20100 1.01 3. 3. 0.25 0~250 1.27 300 3. 0,5 100~500 1.52 350 3.03.8 3. 3.l 400 2401200 1.92 3. 3. 1.2 450 5002500 3.5一 3. 3. 5 2. 2.35 500 1600~8000 3.20 3.1 3.1 600 20 400020000 20 最短流动时间为250s他均为 200s A.3乌氏粘度计 乌氏粘度计示意图见图A.3,其尺寸及测量范围见表A.3 单位为毫米 9 p26 8 s 下贮器 G、H 装液标线; 悬挂水平球 夹持管 位 计时球 M 上器 上餐 上计时标线; 连接管 生作笔细管 下计时标线 注，未注尺寸公差士10% 图A.3乌氏粘度计示意图 12
GB/10247一2008 表A.3乌氏粘度计的尺寸及测量范围 标称粘度计常数 测量范围/ 毛细管R内径 球体积 管P内径 尺寸号 mm'/ nmm(士2% cm(士5% mm(士5% mm'/s 0.001 0.3a1 0.24 6.0 0C 0.003 0.36 6.0 2.0 0B 0.005 0.46 3.0 6.0 10 0.01 4.0 0.58 6.0 1 0.03 30 6.0 1B 0.05 050 0,88 4.0 6.0 0.1 20~100 1.03 4，0 6.0 2C 0.3 60300 1.36 4.0 6.0 2 100500 .55 6.0 0.5 4.0 200 000 4.0 1.0 1.83 6.0 3C 3.0 6003000 2.43 4.0 6.0 3B 5.0 0005000 2. .75 6.5 200010000 4.0 10 3.27 7.0 4C 600030000 4.32 30 4.0 8.0 5o 1000050000 5.20 5.0 8.5 D 100 20000一l00000 6.25 5.0 10.0 最短流动时间为300s,其他均为200s 逆流粘度计 逆流粘度计示意图见图A.4,其尺寸及测量范围见表A.4 单位为毫米 8NN 13 球e30 下贮器 装液标线 c(J)-计时球 火持管; D---上贮器; 上通气管; E、F(I 上计时标线、下计时标线、装液标线 工作毛细管 注:未注尺寸公差土10% 图A.4逆流粘度计示意图 13
GB/T10247一2008 表A.4逆流粘度计的尺寸及测量范围 标称粘度 管N、管E和 球A、球C和 测量范围 毛细管R内径" 球D体积 尺寸号 计常数 管l内径/mm 球J体积/em mm(士2% cm(士5% mm2/s mm/s 士5% 士5% 25 0.002 0.4 0.31 3.0 1.6 1l1 50 0.004 0.8~" 0.42 3,0 2.1 1 75 0.008 3.0 1 100 0,015 15 0.63 3.2 2.1 -35 0.78 3.2 2.1 1 150 0.035 200 0.1 2020o 1.02 3.2 2.1 11 300 0.25 50100 1.26 3.4 2.1 11 11 350 0.5 100500 1.48 34 2.1 1l1 400 1.2 2401200 1.88 3,4 2.1 450 5002500 2. 2.5 .20 3.7 2.1 500 16o0~8o00 3.10 4.0 2.1 11 3 600 20 4000~20000 4.00 2. 注:最短流动时间全部为200s 14
GB/10247一2008 附 录 B 规范性附录 毛细管法粘度测量的误差与修正 B.1动能修正 公式(2)中(E/2)称为动能修正项 设(E/2/C'=EE,表B.1列出er为0.1%和0.2%时各种粘 度计的所需最短流动时间(没有列出的均小于200s) 表B.1动能修正 E=0.2% eE=0.1% 毛细管内径 粘度计类型 的最短流动时间/s mm 的最短流动时间/s 平氏 0.40 348(取350) 438(取450 0.30 247(取250) 349(取350 芬氏 228(取250 287(取 0.44 300 0.24 266(取300 335(取350 0.36 203(取200 253(取250 乌氏 0,46 <200(取200) 233(取250) 逆流 0.31 200(取200 236(取250 实测量短流动时间小于表B.1规定者应该按公式(2)进行修正 B.2重力加速度修正 对于自重流下式粘度计,流体的流动速度与测定地点的重力加速度有关,如果校准粘度计和使用粘 度计的地点不同,就需进行重力加速度修正,修正公式是 " ,( B.1 Cu=C g 式中: -在校准地点得到的粘度计常数,单位为二次方毫米每二次方秒(mm'/s) C 在使用地点采用的粘度计常数,单位为二次方毫米每二次方秒(mm'/s'); 校准地点的重力加速度,单位为厘米每二次方秒(em/s'). g -使用地点的重力加速度,单位为厘米每二次方秒(cm/s) g B.3流体热膨胀的修正 对于平氏粘度计、芬氏粘度计及逆流粘度计,当装液温度与测量温度不同,因热胀冷缩试样体积发 生变化,从而引起液柱高度及流动时间的变化,由于液体热胀冷缩所产生的误差为erv 4V！ /二 B.2 ETV= 开D 式中: 装液体积(即在装液温度下的试样体积),单位为立方厘米(cm=) V D -平氏粘度计与芬氏粘度计的下储器A或逆流粘度计的上储器D与液面对应的直径,单位为 厘米(cm); 15
GB/T10247一2008 -装液温度下试样的密度,单位为克每立方厘米(g/em); p1 -测量温度下试样的密度,单位为克每立方厘米(g/cm) 02 对于平氏粘度计及芬氏粘度计,把测得的流动时间减去erv,对于逆流粘度计则应加上 如果将试 样预先在测量的温度下恒温后再装液,则不必进行修正 乌氏粘度计不受液体热膨胀的影响,不须 修正 B.4表面张力修正 如果在流动时间内液体上下弯月面的平均有效半径不相同,则当标准液与试样的表面张力不同,就 有不同的有效液柱高度,所产生的误差为 B.3 (-儿货 式中: 上弯月面平均有效半径,单位为厘米( cm; r 下弯月面平均有效半径,单位为厘米(e cm 标准液的表面张力,单位为毫牛每米(mN/m) d -试样的表面张力,单位为毫牛每米(mN/m); -标准液的密度,单位为克每立方厘米(g/en'). 03 当与旦相差较大时,应选择r与厂相近的粘度计,以减小表面张力影响 B.5空气浮力修正 空气浮力将减小自重流下式粘度计的有效液柱高度,所产生的误差为 二 B,4 p 93 式中: -空气密度,单位为克每立方厘米(g/em) p 若标准液"与试样密度"相同,=0 设在Cp一0.01艺到cm" ，仙=1g/em,分别为0.8E/cm,2g/cm.3g/em'、5g/em,则 为0.03%,0.06%,0.08%,0.1%,所以此影响在一般情况下可以忽略不计 E B.6倾斜误差 如果平氏粘度计、乌氏粘度计和逆流粘度计的毛细管不垂直,芬氏粘度计的计时球c与下储器A 的中心不在同一垂直线上,平均有效液柱高度将发生变化影响流动时间 对于乌氏粘度计与芬氏粘度计倾斜误差en为: B.5 En=[1一cos(公) 对于平氏粘度计及逆流粘度计倾斜误差e0为: 景mn B.6 e0=[1一cos(A)]士 式中 倾斜度,单位为度(): A 上下液面中心的水平距离,单位为厘米cm) 对于乌氏粘度计及芬氏粘度计,当A0为1"及0.1"时,e分别为0.02%和0.002%;对于平氏粘度计 及逆流粘度计,当A/为1"及0.1"时,e最大分别为0.6%和0.06% 可见,平氏粘度计及逆流粘度计的 垂直安装极为重要 16
GB/10247一2008 B.7 残留误差 对于计时球在毛细管上方的平氏粘度计,芬氏粘度计及乌氏粘度计,在测量时间内,计时球中的液 体不可能完全流完,仍有小量附着球壁上,产生残留误差e的 AV AV B.7) 式中 AV 试样的残留量,单位为立方厘米(em); AV 标准液的残留量,单位为立方厘米(cnm); V 计时球的体积,单位为立方厘米(em) V和AV 可以由实验确定， 随粘度的增加面加大 当<100mmn:/时,e<0.1%当 一1000mm=/一100000mm='/s时e-0.1%一0.2% 一般不作此修正 计时球在毛细管下方的 逆流粘度计不存在此误差 B.8玻璃热膨胀的误差 当粘度计的校准与使用不在同一温度下进行时,由于玻璃的热胀冷缩,粘度计常数将发生变化其 误差为 eT. =agAT B.8) ET 式中: 玻聘的线膨胀系数,单位为每摄民度(C-1); a" AT -粘度计的检定温度与使用温度之差,单位为摄氏度(C). 17
GB/T10247一2008 c 附 录 规范性附录 落球法所用球的直径、密度及试样管内径及计时标线之间距离的测量 C.1直落式落球粘度计用绝对法测量粘度时,球的直径、密度及下落距离应按下述方法测量 C.1.1球直径的测量 a)用光学比较仪或测微仪以比较法测量 用液体静力称量法由公式(C.1)求得 b / m2 c.1) d-V心 Tp 式中: -球的质量,单位为克(g); m 球所排开试样的质量,单位为克(g); 12 -球所浸人的试样在试验温度下的密度,单位为克每立方厘米(g/cm) p C.1.2球的密度测量 上式中的球的质量m与其体积V之比,即得球的密度A C.1.3试样管计时标线之间距离的测量 用万能工具显微镜或阿贝线纹比较仪测量 C.1.4试样管内径的测量 用内径百分表测量 18
GB/10247一2008 D 附 录 资料性附录 常用的旋转粘度计型式 D.1同轴圆筒型 本型式的旋转粘度计的测量系统如图D.1所示,可以外筒固定内筒旋转(内旋式).也可以内筒固 定外简旋转(外旋式) 粘度、剪切应力和剪切速率分别由公式(D.1)、公式(D.2),公式(D.3)、公式 (D.4)、公式(D.5)和公式(D.6)确定 内筒; 外简 3-流体 图D.1同轴圆筒型示意图 M r0.075Mm K1a D.1 1a (京- 叽= (丽 4开w TAn 0.005M M D.2) 乙 -a 2rA TRh 2o D.3 Bnm 晨 15 岗 0.075Mm K1= D.4 丽 R T'h1n .Ms Z一 D.5 TRA 19
GB/T10247一2008 B D.6 15[1一 魔 式中: M -粘度计设定的满度扭矩,单位为牛米(Nm). 内筒的有效高度,单位为米(m); h 内简的半径,单位为米(m); R R 外简的内半径,单位为米(m); 圆筒旋转的角速度,单位为每秒(s-1); -圆筒的转速,单位为弧度每分(rad/min) B 剪切速率常数 D.2单圆筒型 本型式的旋转粘度计的测量系统如图D.2所示,粘度剪切应力和剪切速率分别由公式(D.7)公式 D.8)、公式(D.9)、公式(D.10)和公式(D.11)确定 转筒 2 流体 图D.2单圆筒型示意图 M 0.075Mm K1a D.7 刃 4天R'h2 R'R2n M 0,005Mm Za D.8 a 2rR万 TRA 2o 0.2094n D.9 0.075M K= D.10) T'R2h2n 20
GB/10247一2008 0.005M Z D.11 xR2h2 式中 R -转简半径,单位为米(m); 转筒的有效高度,单位为米(m). h？ D.3锥-板型 本型式的旋转粘度计的测量系统如图D.3所示,可以板固定、圆锥旋转,也可以圆锥固定、板旋转 粘度剪切应力和剪切速率分别由公式(D.12)、公式(D.13)、公式(D.14)、公式(D.15)、公式(D.16)和公 式(D.17)确定 圆锥 流体; 板 图D.3锥-板型示意图 0.45M 3M D.12 7 2xR;o T"Rm 0.015M. 3M Z D.13 2xR xR T y=" D.14 B2 71？ RO 0 0.45M K (D.15 r'R 0.015M 乙 D.16 TR T D.17) B= 3O 21
GB/T10247一2008 式中: -圆锥母线与板之间的夹角,单位为弧度(rad); R -圆锥半径,单位为米(m); -圆锥(或板)旋转的角速度,单位为每秒(s-l) oo -圆锥(或板)的转速,单位为弧度每分(rad/min) n2 22
GB/10247一2008 附 录 E 规范性附录 测量报告 粘度与测量条件关系极大,为了对测量结果进行分析、研究比较,测量应有详细记录 测量报告可 采用表格形式 至少应包括下面的内容 a)测量所依据的标准 b) 试样名称 e测量日期 d 操作者及测量部门 e)环境温度和试验温度 粘度计的类型、名称、编号及固有误差 此外,毛细管粘度计应注明内径;落球粘度计应注明球 的直径;旋转粘度计应注明测量系统名称、代号及试样用量 测量结果 其他需要说明的情况 23
GB/T10247一2008 参 考文 献 [1]GB/T6379.1一2004测量方法与结果的准确度(正确度与精密度第1部分总则与定义 ISO5725-l:1994,IDT [2]GB/T6379.22004测量方法与结果的准确度(正确度与精密度第2部分;确定标准测 量方法重复性与再现性的基本方法(ISO5725-2:1994,IDT [3]JJF1001一1998通用计量术语及定义 [[]JJF1059一1999测量不确定度评定与表示 [[]JB:/T9357一1999实验室脆转粘度计通用技术条件 214