[发明专利]一种粘性流体流变试验系统测试流体流变参数的方法

摘要

本发明公开一种粘性流体流变试验系统测试流体流变参数的方法，其中，试验系统包括皮带输送机、滑槽、激光发射器、挡板、第一滑轨、高速摄像机、支架和第三滑轨；测试方法包括：(1)将流体往挡板方向传送，流体在挡板作用下形成固定形态的堆积区域；(2)对粘性流体运动的最高势面发射激光，并捕捉到最高势面的剖面不同时刻的流体运动影像；(3)根据流体运动影像得到粘性流体流动的高度H；(4)分别确定u_b、α、ρ、H_p、u_p、z₀、H_a和u_a等参数；(5)按公式τ_c＝ρg sinα(H‑H_p)计算流体屈服应力；(6)按公式计算流体流态性能指数：(7)按公式θ＝α计算流体塑性粘度系数，获得τ_c、K、n。本发明解决了现有技术难以准确分析粘性流体流变特征的问题。

主权项

1.一种粘性流体流变试验系统测试流体流变参数的方法，其特征在于，所述的粘性流体流变试验系统包括皮带输送机(1)、滑槽(4)、激光发射器(5)、挡板(7)、第一滑轨(9)、高速摄像机(10)、支架(11)和第三滑轨(12)；所述皮带输送机(1)设置在支架(11)上，所述滑槽(4)设置在皮带输送机(1)上，且其上设有可以控制滑槽坡度的滑槽旋钮(2)，该滑槽用于放置粘性流体，并通过坡度调整来控制粘性流体的剪切力，所述激光发射器(5)通过激光发射器安装支架(6)安装在滑槽(4)正上方中间位置，用于向滑槽中的粘性流体发射激光，所述第三滑轨(12)安装在皮带输送机(1)上，并与激光发射器安装支架(6)连接，用于实现激光发射器位置的调整，所述挡板(7)设置在支架(11)上，并位于滑槽的上端，所述第一滑轨(9)位于皮带输送机(1)旁，所述高速摄像机(10)安装在该第一滑轨(9)上，并可沿第一滑轨移动，用于从侧面对准滑槽中的流体流动最高势面，并与粘性流体反射的激光相对应，从而捕捉到粘性流体最高势面的剖面不同时刻的流体运动影像；所述的测试流体流变参数的方法则包括以下步骤：(1)将粘性流体放置在滑槽中，然后利用皮带输送机将流体往挡板方向传送；(2)循环步骤(1)，实现粘性流体的连续传送，然后在挡板作用下于滑槽中形成固定形态的堆积区域；(3)利用激光发射器对粘性流体运动的最高势面发射激光，激光反射后经由高速摄像机捕捉到最高势面的剖面不同时刻的流体运动影像；(4)根据高速摄像机捕捉到的流体运动影像，得到粘性流体流动的高度H；(5)定义在皮带输送机输送带上的高度H为0，并且向上和与皮带输送机的输送带方向相反的方向为正，然后分别测得皮带输送机的运动速度为ub、皮带输送机的坡度为α、高速摄像机捕捉到的最高势面的剖面的粘性流体密度为ρ、剪切应变层的厚度为Hp、与该剪切应变层对应的流动速度为up，并按照z0＝H‑Hp计算该剪切应变层对应的液面高度，按照Ha＝1/2z0计算剪切应变层中间液面的高度，然后测得剪切应变层中间液面的速度为ua；(6)按照下列公式计算流体的屈服应力：τc＝ρg sinα(H‑Hp)式中，g为重力加速度；(7)按照下列公式计算流体的流态性能指数：(8)按照下列公式计算流体的塑性粘度系数：θ＝α   ②至此，即可获得粘性流体的流变参数τc、K、n。