CN104132867A - 一种气液两相泡状液体粘度测量方法及液相粘度测量装置 - Google Patents
一种气液两相泡状液体粘度测量方法及液相粘度测量装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104132867A CN104132867A CN201410331423.1A CN201410331423A CN104132867A CN 104132867 A CN104132867 A CN 104132867A CN 201410331423 A CN201410331423 A CN 201410331423A CN 104132867 A CN104132867 A CN 104132867A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- liquid
- syrup
- viscosity
- phase
- liquid phase
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 title claims abstract description 36
- 239000007788 liquid Substances 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 14
- 239000012071 phase Substances 0.000 title claims abstract description 12
- 239000006188 syrup Substances 0.000 claims abstract description 44
- 235000020357 syrup Nutrition 0.000 claims abstract description 44
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 22
- 235000011089 carbon dioxide Nutrition 0.000 claims abstract description 22
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims abstract description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 12
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 claims abstract description 9
- 239000007921 spray Substances 0.000 claims description 14
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 7
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 3
- 230000001052 transient effect Effects 0.000 abstract description 6
- 239000006260 foam Substances 0.000 abstract description 3
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract 1
- 238000000859 sublimation Methods 0.000 abstract 1
- 230000008022 sublimation Effects 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 28
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 7
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 3
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 3
- 238000000691 measurement method Methods 0.000 description 3
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 231100000614 poison Toxicity 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
- 239000003440 toxic substance Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Abstract
本发明涉及一种气液两相泡状液体粘度测量方法，包括以下步骤，a、选取糖浆，将干冰颗粒喷入糖浆内并搅拌均匀，待干冰颗粒在糖浆内升华，制成均匀稳定的泡状流糖浆；b、将制成的泡状流糖浆装入透明的溶液盛放器内，采用液相粘度测量装置对糖浆的粘度进行测量。液相粘度测量装置，包括工作台，流变仪、激光发射器、高速相机以及计算机，在流变仪的下方设置有溶液盛放器，流变仪、激光发射器以及高速相机经传输线与计算机连接。测量方法和测量装置简便易于实施，实现气液两相泡状流瞬态和平均粘度的准确测量。而且该方法能够测量和分析气泡不同物理参数度对液相粘度的影响规律。
Description
技术领域
本发明涉及一种气液两相泡状液体粘度测量方法及液相粘度测量装置。
背景技术
为了改善单液体环境的传质和传热特性，不同直径的气泡常被用作添加剂注入液相中来实现这一目的。气泡的注入不仅改善了单液体相的传质和传热特性，也对液相自身的流变特性造成了巨大的影响。因此，准确理解气泡注入对液相流变特性产生的影响对于理解和预测气泡注入对液相物理特性的影响是非常必要的。
尽管国内外目前已经开发了多种粘度测量仪和流变仪，但因气泡在液相中的不稳定性，均无法直接用于泡状流粘度的测量。即气泡在浮力的作用下，会快速溢出液相。对于液相的选择只能选牛顿流体，而在众多的牛顿流体中还没找到合适的流体用于泡状流粘度的测量和研究，例如，传统的牛顿流体有水、血浆等，像以上两样气泡均不能稳定的悬浮在液体内形成均匀稳定的泡状流。
另外，常规流变仪很难捕捉气泡瞬态存在对液相流变特性的影响，并且以往测量装置中所使用的盛放被测液体的杯子都是采用金属材质，杯子本身不具有透光性，只能被用于传统的流变仪。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：一种气液两相泡状液体粘度测量方法，及液相粘度测量装置，解决以往无法对泡状流粘度进行准确测量的问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种气液两相泡状液体粘度测量方法，包括以下步骤，
a、选取糖浆，将干冰颗粒喷入糖浆内并搅拌均匀，待干冰颗粒在糖浆内升华，制成均匀稳定的泡状流糖浆；
b、将制成的泡状流糖浆装入透明的溶液盛放器内，采用液相粘度测量装置对糖浆的粘度进行测量。
进一步的，在步骤a中，在进行搅拌的过程中对糖浆给予加热，以保持恒温，温度控制在30～50℃。
进一步的，所述的干冰颗粒经干冰喷枪喷入糖浆内。
一种液相粘度测量装置，包括工作台，在工作台上设置有流变仪、激光发射器、高速相机以及计算机，在流变仪的下方设置有上述的溶液盛放器，所述的流变仪、激光发射器以及高速相机经传输线与计算机连接。
进一步的，所述的溶液盛放器包括方形透明杯以及用于盛放泡状流糖浆的圆形透明杯，所述的圆形透明杯放置在方形透明杯的内腔中，在圆形透明杯外壁与方形透明杯内壁之间的空间内注入有清水。
进一步的，所述的溶液盛放器整体呈立方体方体结构，溶液盛放器内腔呈圆柱形结构，且该溶液盛放器采用有机透明玻璃制成。
进一步的，所述的液相粘度测量装置还包括同步器，所述的计算机经同步器分别与流变仪、激光发射器以及高速相机形成传输连接。
本发明的有益效果是：测量方法和测量装置简便易于实施，实现气液两相泡状流瞬态和平均粘度的准确测量。而且该方法能够测量和分析气泡不同物理参数度(如气泡大小、体积分数和瞬态变形)对液相粘度的影响规律。
本发明的液相粘度测量装置具有测量原理简单、易于实施，可同步获得气泡变形和其运动特征对液相流变特性的影响。仅需制备出稳定均匀的泡状溶液，即可方便地研究气泡存在时对液相流变特性的影响规律。不论是对于含气泡液体、还是对于含颗粒液体，都可对粘度进行准确的测量。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是含气泡被测液体生成装置的结构图；
其中，10、干冰颗粒喷枪，11、传动装置，12、搅拌桨；
图2是本发明液相粘度测量装置的结构示意图；
图3是本发明溶液盛放容器的结构图；
其中，20、激光发射器，21、高速相机，22、同步器，23、计算机，24、流变仪，25、溶液盛放器，251、方形透明杯，252、圆形透明杯，253、圆形透明杯外壁与方形透明杯内壁之间的空间。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
一种气液两相泡状液体粘度测量方法，包括以下步骤：
a、选取糖浆，将干冰颗粒喷入糖浆内并搅拌均匀，待干冰颗粒在糖浆内升华，制成均匀稳定的泡状流糖浆；在进行搅拌的过程中对糖浆给予加热，以保持恒温，温度控制在30～50℃。
b、将制成的泡状流糖浆装入透明的溶液盛放器25内，采用液相粘度测量装置对糖浆的粘度进行测量。
干冰颗粒经干冰喷枪喷入糖浆内，如图1所示，含气泡被测液体生成装置，该装置主要用于制作均匀稳定的泡状流糖浆，主要包括干冰发生器、干冰颗粒喷枪10、传动装置11、搅拌浆12、用于盛有糖浆的容器，先将糖浆装在容器内，然后经输送管将干冰颗粒送至干冰颗粒喷枪10中，由干冰课题喷枪10将干冰颗粒喷到盛有糖浆的容器内。喷枪一边喷、搅拌浆12一边搅拌，以便生成均匀的泡状溶液。为了使生成的泡状流尽可能的均匀，每次生成的泡状溶液不能太多。如需一次生成较多的泡状溶液，可以通过调节锁紧螺钉调节搅拌浆12的高度，进行泡状溶液的分层制备。通过调节搅拌桨12的转速和更换颗粒喷枪上喷孔的直径可以生成含不同尺寸气泡和不同体积分数的泡状流糖浆。
如图2所示，一种液相粘度测量装置，包括工作台，在工作台上设置有流变仪24、激光发射器、高速相机21以及计算机23，在流变仪24的下方设置有溶液盛放器25，流变仪24、激光发射器以及高速相机21经传输线与计算机23连接。为实现同步传输，液相粘度测量装置还包括同步器22，计算机23经同步器22分别与流变仪24、激光发射器以及高速相机21形成传输连接。
工作时，将制备好的泡状流糖浆适量加入溶液盛放器25内，并将激光发射器20、流变仪24、高速相机21和计算机23接通电源处于待机状态，当计算机23发出指令时，先传给同步器22，然后再由同步器22分发给激光器、流变仪24和高速相机21，让三者同时工作。激光发射器20发出激光照亮溶液中气泡的分布和运动特征，由高速相机21记录下来，而流变仪24同步记录对应时刻下溶液的粘度。并且流变仪24和高速相机21将记录下来的数据传回计算机23保存，便于后续处理和分析。液相粘度测量装置原理简单、易于实施，可同步获得气泡变形和其运动特征对液相流变特性的影响。
如图3所示，溶液盛放器25包括方形透明杯251以及用于盛放泡状流糖浆的圆形透明杯252，圆形透明杯252放置在方形透明杯251的内腔中，在圆形透明杯252外壁与方形透明杯251内壁之间的空间253内注入有清水。这种结构的溶液盛放器25，当激光发射器20从溶液盛放器25的侧壁照射进去的时候，由于外壁是平面状的，这样可以减少激光反射和散射，提高光的穿透性，从而使高速相机21能拍照糖浆内部清晰的气泡分布图。
上述结构的溶液盛放器25需要注入清水，相对比较麻烦，溶液盛放器也可以制成一体结构，溶液盛放器内腔呈圆柱形结构，且该溶液盛放器采用有机透明玻璃制成，这种结构的溶液盛放器整体结构比较简单，不需要再往里面注入清水，使用更加方便。
本发明中，利用干冰颗粒经过液体快速升华的物理现象和糖浆固有的大粘性特征，生成均匀稳定的泡状流。也就是用粘稠的糖浆(为透明的牛顿流体)将所需测量尺度的气泡束缚住，通过搅拌生成均匀的被测泡状流；然后利用液相粘度测量装置对其进行测量，通过对比有无气泡时糖浆的粘度，实现气液两相泡状流瞬态和平均粘度的准确测量。而且该方法能够测量和分析气泡不同物理参数度(如气泡大小、体积分数和瞬态变形)对液相粘度的影响规律。测量装置能够长时间得观察和测量、并同时记录气泡在剪切运动状态下的变形特征以及对液相流变特性的影响。测量重复性好，为了准确测量气泡对液相流变特性的影响，可对一次制备的溶液，进行分组多次测量。
之所以选用糖浆，首先它是牛顿流体，其次其粘度可以将所需测量的微气泡束缚住，生成稳定的泡状流，相对其他的牛顿流体，像水和血浆等，使用糖浆取材比较方便，容易购买到，并且在试验的过程中不会产生有毒物质，使用相对安全环保。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (7)
1.一种气液两相泡状液体粘度测量方法，其特征是，包括以下步骤，
a、选取糖浆，将干冰颗粒喷入糖浆内并搅拌均匀，待干冰颗粒在糖浆内升华，制成均匀稳定的泡状流糖浆；
b、将制成的泡状流糖浆装入透明的溶液盛放器(25)内，采用液相粘度测量装置对糖浆的粘度进行测量。
2.根据权利要求1所述的一种气液两相泡状液体粘度测量方法，其特征是，在步骤a中，在进行搅拌的过程中对糖浆给予加热，以保持恒温，温度控制在30～50℃。
3.根据权利要求1所述的一种气液两相泡状液体粘度测量方法，其特征是，所述的干冰颗粒经干冰喷枪喷入糖浆内。
4.一种液相粘度测量装置，其特征是，包括工作台，在工作台上设置有流变仪(24)、激光发射器(20)、高速相机(21)以及计算机(23)，在流变仪(24)的下方设置有上述的溶液盛放器(25)，所述的流变仪(24)、激光发射器(20)以及高速相机(21)经传输线与计算机(23)连接。
5.根据权利要求4所述的一种液相粘度测量装置，其特征是，所述的溶液盛放器(25)包括方形透明杯(251)以及用于盛放泡状流糖浆的圆形透明杯(252)，所述的圆形透明杯(252)放置在方形透明杯(251)的内腔中，在圆形透明杯(252)外壁与方形透明杯(251)内壁之间的空间(253)内注入有清水。
6.根据权利要求4所述的一种液相粘度测量装置，其特征是，所述的溶液盛放器整体呈立方体方体结构，溶液盛放器内腔呈圆柱形结构，且该溶液盛放器采用有机透明玻璃制成。
7.根据权利要求4所述的一种液相粘度测量装置，其特征是，所述的液相粘度测量装置还包括同步器(22)，所述的计算机(23)经同步器(22)分别与流变仪(24)、激光发射器(20)以及高速相机(21)形成传输连接。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410331423.1A CN104132867A (zh) | 2014-07-11 | 2014-07-11 | 一种气液两相泡状液体粘度测量方法及液相粘度测量装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201410331423.1A CN104132867A (zh) | 2014-07-11 | 2014-07-11 | 一种气液两相泡状液体粘度测量方法及液相粘度测量装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104132867A true CN104132867A (zh) | 2014-11-05 |
Family
ID=51805633
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201410331423.1A Pending CN104132867A (zh) | 2014-07-11 | 2014-07-11 | 一种气液两相泡状液体粘度测量方法及液相粘度测量装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104132867A (zh) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104359792A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-02-18 | 重庆大学 | 一种测定聚合物特性粘度的装置 |
| CN105136621A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-12-09 | 昆明理工大学 | 一种用液固两相介质模拟库底淤沙的分析方法 |
| CN105181295A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-23 | 常州大学 | 一种控制和研究气泡聚合过程的方法和装置 |
| CN109459347A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-12 | 西安航天计量测试研究所 | 用于标准粘度液的定值及工作用粘度计的检定/校准装置 |
| CN110068523A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-07-30 | 中国石油大学(北京) | 一种聚合物流动减阻评价装置及方法 |
| CN110672467A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-10 | 北京市水产科学研究所（国家淡水渔业工程技术研究中心） | 一种水体粘度的检测方法及其系统 |
| CN113125303A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-16 | 河南旭阳光电科技有限公司 | 弯曲法测试玻璃低温粘度的装置 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002014836A2 (en) * | 2000-08-14 | 2002-02-21 | Cambridge Polymer Group, Inc. | Apparatus and methods for measuring extensional rheological properties of a material |
| JP2005091186A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 液体の粘度測定方法と、粘度を示す指標の測定装置 |
| CN1712963A (zh) * | 2005-07-08 | 2005-12-28 | 天津米克莱特生物技术有限公司 | 利用动态光镊技术测定血液粘度的装置及其方法 |
| CN102732644A (zh) * | 2012-07-24 | 2012-10-17 | 广西大学 | 一种制糖高效饱充装置 |
| CN103792164A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-05-14 | 常州大学 | 一种气泡运动特征对液相粘度影响规律的测试方法和装置 |
-
2014
- 2014-07-11 CN CN201410331423.1A patent/CN104132867A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002014836A2 (en) * | 2000-08-14 | 2002-02-21 | Cambridge Polymer Group, Inc. | Apparatus and methods for measuring extensional rheological properties of a material |
| JP2005091186A (ja) * | 2003-09-18 | 2005-04-07 | Toyota Central Res & Dev Lab Inc | 液体の粘度測定方法と、粘度を示す指標の測定装置 |
| CN1712963A (zh) * | 2005-07-08 | 2005-12-28 | 天津米克莱特生物技术有限公司 | 利用动态光镊技术测定血液粘度的装置及其方法 |
| CN102732644A (zh) * | 2012-07-24 | 2012-10-17 | 广西大学 | 一种制糖高效饱充装置 |
| CN103792164A (zh) * | 2014-01-17 | 2014-05-14 | 常州大学 | 一种气泡运动特征对液相粘度影响规律的测试方法和装置 |
Non-Patent Citations (4)
| Title |
|---|
| 刘梦伦 等: "基于电容层析法糖浆气液两相流识别", 《广西大学学报：自然科学版》, vol. 36, no. 5, 31 October 2011 (2011-10-31), pages 792 - 795 * |
| 刚立 等: "含气量对液体粘度的影响", 《科学技术与工程》, vol. 4, no. 5, 31 May 2004 (2004-05-31) * |
| 李慕南 等: "《青少年爱科学 日常小事皆学问》", 30 April 2012, article "青少年爱科学 日常小事皆学问", pages: 36 * |
| 范文元 等: "非牛顿流体中单气泡生成的激光影像测量", 《光电子•激光》, vol. 19, no. 3, 31 March 2008 (2008-03-31) * |
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104359792A (zh) * | 2014-11-14 | 2015-02-18 | 重庆大学 | 一种测定聚合物特性粘度的装置 |
| CN105136621A (zh) * | 2015-08-18 | 2015-12-09 | 昆明理工大学 | 一种用液固两相介质模拟库底淤沙的分析方法 |
| CN105181295A (zh) * | 2015-09-10 | 2015-12-23 | 常州大学 | 一种控制和研究气泡聚合过程的方法和装置 |
| CN105181295B (zh) * | 2015-09-10 | 2017-12-08 | 常州大学 | 一种控制和研究气泡聚合过程的方法和装置 |
| CN109459347A (zh) * | 2018-11-26 | 2019-03-12 | 西安航天计量测试研究所 | 用于标准粘度液的定值及工作用粘度计的检定/校准装置 |
| CN110068523A (zh) * | 2019-05-09 | 2019-07-30 | 中国石油大学(北京) | 一种聚合物流动减阻评价装置及方法 |
| CN110672467A (zh) * | 2019-11-06 | 2020-01-10 | 北京市水产科学研究所（国家淡水渔业工程技术研究中心） | 一种水体粘度的检测方法及其系统 |
| CN110672467B (zh) * | 2019-11-06 | 2020-11-06 | 北京市水产科学研究所（国家淡水渔业工程技术研究中心） | 一种水体粘度的检测方法及其系统 |
| CN113125303A (zh) * | 2021-04-16 | 2021-07-16 | 河南旭阳光电科技有限公司 | 弯曲法测试玻璃低温粘度的装置 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN104132867A (zh) | 一种气液两相泡状液体粘度测量方法及液相粘度测量装置 | |
| Yang et al. | Determination of dynamic surface tension and viscosity of non-Newtonian fluids from drop oscillations | |
| Thouvenel-Romans et al. | Silica tubes in chemical gardens: Radius selection and its hydrodynamic origin | |
| Wang et al. | Double-focusing mixing jet for XFEL study of chemical kinetics | |
| CN109374490B (zh) | 渗吸萃取装置及渗吸萃取实验方法 | |
| Dasgupta et al. | Speed of a swimming sheet in Newtonian and viscoelastic fluids | |
| CN105334145A (zh) | 蜡沉积实验装置及实验方法 | |
| Madan et al. | Modeling of mixing in ladles fitted with dual plugs | |
| WO2014098219A1 (ja) | 粘度測定方法及び粘度測定装置 | |
| CN107703325A (zh) | 一种用于两相流场piv测量的示踪粒子播撒装置及操作方法 | |
| CN110208308B (zh) | 用于研究气体水合物相变规律的系统及方法 | |
| JP4492741B2 (ja) | 秤量装置及び試料分析前処理装置 | |
| CN103792164A (zh) | 一种气泡运动特征对液相粘度影响规律的测试方法和装置 | |
| CN113758832A (zh) | 一种测量沥青浆液流变参数的装置及其测量方法 | |
| Ravi et al. | Effects of pseudoplasticity on spread and recoil dynamics of aqueous polymeric solution droplets on solid surfaces | |
| Plais et al. | Effect of liquid viscosity on mixing times in bubble columns | |
| CN102426810B (zh) | 小孔周期性泄流分层振荡的方法与装置 | |
| CN102116668A (zh) | 喷雾药液在植物叶片表面滞留量变化的计量装置 | |
| CN203616231U (zh) | 一种水的粘滞系数测量仪 | |
| CN110052201A (zh) | 一种离心管自动加液器 | |
| Davoodi et al. | Sedimenting-particle redistribution in a horizontal Couette | |
| German et al. | The free-fall of viscoplastic drops | |
| CN201548473U (zh) | 粉状物料密度测量装置 | |
| CN107299830B (zh) | 一种水驱油微观物理模拟实验装置及方法 | |
| CN104089754B (zh) | 一种捕捉气泡聚合过程的方法和装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20141105 |