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    粘度儀和粘性?xún)x的種類(lèi)是很多的，幾乎可以這樣認(rèn)為：油墨行業(yè)是應(yīng)用粘度儀最多的一個(gè)行業(yè)。至于粘性?xún)x，則已成了油墨行業(yè)的主要儀器，目前是油墨制造中必不可少的儀器之一。

    因之，這里想盡可能多地來(lái)討論關(guān)于這方面的儀器，尤其是有代表性的類(lèi)型。

    （一）、粘  度  儀

    粘度儀的設(shè)計(jì)原理幾乎都是以牛頓流體為基礎(chǔ)的，所以，不管它們有多少種類(lèi)型，它們的基本原理還是同出共因。

    1、毛細(xì)管式粘度儀(Capillary Viscosimeter)。

    設(shè)有一根毛細(xì)管，它的內(nèi)部半徑為R，使牛頓流體以一致的滯流形式通過(guò)這根毛細(xì)管，作用在管子長(zhǎng)度為I上的壓力為。假設(shè)有一個(gè)與管子同心的液體圓殼，其半徑為r，厚度為dr，長(zhǎng)度為L(zhǎng)。從這些薄圓先的對(duì)稱(chēng)排列來(lái)看，在殼外部的每一個(gè)流體顆粒，以速度v運(yùn)動(dòng)，而在它的內(nèi)部，則速度稍大一些；為v+dv。故通過(guò)殼厚為dr的速度梯度(剪切速率)是－dv／dr，負(fù)的符號(hào)表示：半徑增大則速度減小。

    作用在被殼包圍的液體圓筒上的力F，相當(dāng)于作用在殼的長(zhǎng)度上的壓力P乘以圓殼的橫斷面πr2。這些力可通過(guò)殼的內(nèi)表面而像剪切應(yīng)力一樣地分配，其面積相當(dāng)于2πrL。 為了得到流過(guò)管子的體積的比例，可將管子中的所有同心圓殼(半徑從r=0到r=R)的流動(dòng)情況匯總起來(lái)。這可將在單位時(shí)間(t)內(nèi)通過(guò)管子的一定斷面(距離)的液體體積(v)記錄下來(lái)，其形狀就像一個(gè)回轉(zhuǎn)拋物面。實(shí)際上，作用在毛細(xì)管長(zhǎng)度為L(zhǎng)上的壓力P，可以通過(guò)在(進(jìn)入)毛細(xì)管上面的流體的靜壓高差(頭)而得到。

    可以看出，毛細(xì)管粘度儀一般適用于牛頓流體，常用以測(cè)定溶劑、油脂等透明類(lèi)物質(zhì)。

    對(duì)非牛頓流體而言，臨界雷諾指數(shù)與剪切速率以及物質(zhì)的分子大小、形狀有關(guān)。大而較長(zhǎng)的分子會(huì)明顯地降低雷諾指數(shù)。所以毛細(xì)管粘度儀又叫運(yùn)動(dòng)粘度儀。

    一種代表性的毛細(xì)管粘度儀，叫凱能－芬斯克粘度儀。另一種常用的毛細(xì)管粘度儀叫烏氏(Ubbelohde)粘度儀。還有一種賽包特(Saybolt)型粘度儀，是一種測(cè)定60厘米。流體自下部毛細(xì)管中流出所需時(shí)間的儀器。

    毛細(xì)管粘度儀不能用作塑性油墨的基本流變性研究，因?yàn)樗苄杂湍�在毛�?xì)管中的混合流動(dòng)是非常復(fù)雜的。   

    2、氣泡式粘度儀(Bubble Viscosimeter)。

    氣泡式粘度儀就是一種利用管子中被測(cè)流體的氣泡上升的速度來(lái)測(cè)定它的粘度的儀器。它也是一種測(cè)定運(yùn)動(dòng)粘度的儀器。

    氣泡式粘度儀是一種具有較長(zhǎng)歷史的儀器，長(zhǎng)期以來(lái)一直被涂料工業(yè)所采用，主要用于測(cè)定透明的流體。這種儀器也不能測(cè)定不透明的，具有屈服值的非牛頓流體。

    加氏(gardner－Holdt)粘度儀是這類(lèi)粘度儀的典型。

    3、落球式粘度儀。

    以落球式粘度儀測(cè)定流體的粘度時(shí)，是基于測(cè)定一個(gè)球落下通過(guò)被測(cè)流體的速度。測(cè)定比較簡(jiǎn)便，通過(guò)適當(dāng)?shù)臄?shù)學(xué)處理后，也可得到比較準(zhǔn)確的粘度數(shù)據(jù)。

    落球式粘度儀是一種比較簡(jiǎn)便的儀器，一般也用來(lái)測(cè)定透明的牛頓流體，可以“泊”為單位表示。

    3、小孔(單孔)式粘度儀(Orifice－Single－Viscosimeter)。

    小孔式粘度儀與毛細(xì)管式粘度儀一樣，均屬于所謂流出(Efflux)型粘度儀。實(shí)際上，小孔式粘度儀可以看成是毛細(xì)管粘度儀的工業(yè)化，只是把流體的容量放大了，把毛細(xì)管部分改成了粗短的小孔而已。這種粘度儀在涂料工業(yè)中有比較廣泛的應(yīng)用。美國(guó)的4號(hào)福特杯（No.4Ford  Cup），現(xiàn)在我國(guó)統(tǒng)一叫做“涂－4杯”。

    這是一種測(cè)定流體從粘度杯中流出的全部時(shí)間(秒)來(lái)作為該流體的條件粘度的一種粘度儀。  

    涂－4粘度儀一般只適用于測(cè)定粘度在150秒以下的流體。水的粘度約為10秒。觸變性大的流體則不甚適用。

    這種粘度儀的缺點(diǎn)是由于孔徑大，長(zhǎng)度短，因此，流動(dòng)的穩(wěn)定性差，在流動(dòng)中的雷諾指數(shù)也比較大，故不適于作比較精確的科學(xué)研究。

    這種粘度儀的優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，易于擦洗，耐用。

    還有一種更簡(jiǎn)便的與涂—4粘度儀近似的小孔粘度儀，就是所謂的柴(恩)氏(Zahn)粘度杯。這是一種圓筒(柱)體，球形底，并帶有較長(zhǎng)的手提梁的輕便粘度杯。一套共有五個(gè)，其底部開(kāi)有不同尺寸的小孔，分別適用各種各種不同粘度產(chǎn)品的測(cè)量。

    使用時(shí)只要把粘度杯浸入被測(cè)流體中，然后垂直提起，記錄粘度杯離開(kāi)流體后開(kāi)始流出至流絲第一次中斷所需的時(shí)間，以秒表示。

    小孔式粘度儀可用于溶劑型油墨(例如凹版油墨、柔性凸版油墨)的粘度測(cè)定。這種儀器也適用于印刷車(chē)間的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用測(cè)定，至為簡(jiǎn)便、迅速。

    多孔式粘度儀應(yīng)用比較少。

    5、旋轉(zhuǎn)同心圓筒式粘度儀(Rotating Concentric Cylinder  ViseosimeteF)。

    旋轉(zhuǎn)共軸圓筒式(或簡(jiǎn)稱(chēng)旋轉(zhuǎn)式)粘度儀的原理：假設(shè)我們把兩層平行的板彎曲成兩個(gè)圓筒，一個(gè)靜止不動(dòng)(類(lèi)似下板)，一個(gè)旋轉(zhuǎn)而動(dòng)(類(lèi)似上板)，則就成了一個(gè)同心共軸的旋轉(zhuǎn)式粘度儀了。

    在毛細(xì)管粘度儀中，其流動(dòng)形式隨流體流過(guò)毛細(xì)管斷面的情況而有很大的差別，而在旋轉(zhuǎn)式粘度儀中則不然。所以，可以用它來(lái)測(cè)定非牛頓流體。

    以旋轉(zhuǎn)式粘度儀測(cè)定流體的粘度時(shí)，實(shí)際上都是以?xún)x器的旋轉(zhuǎn)速度和偶力M來(lái)表達(dá)的。一般設(shè)計(jì)都是一個(gè)圓筒靜止，另一個(gè)圓筒旋轉(zhuǎn)。偶力的數(shù)值則一般是通過(guò)彈簧的壓縮來(lái)測(cè)得的。

    我國(guó)油墨行業(yè)目前采用比較廣的、由丹麥生產(chǎn)的愛(ài)密勒(EMLLA)旋轉(zhuǎn)式粘度儀就是一種外筒靜止，內(nèi)筒旋轉(zhuǎn)，裝有偶力彈簧的儀器。由于它的旋轉(zhuǎn)速度是固定的，故偏轉(zhuǎn)的偶力就是被測(cè)流體的粘度。