同轴圆筒流变仪初始瞬态黏度的解析与数值研究

• 作者: 刘刚 卢兴国 徐睿妤 滕厚兴 许继凯 陈雷
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 黏度 流体动力学 数值分析 同轴圆筒流变仪 Couette流动 动边界函数 特征函数法
• 年，卷（期）: 2016,（5）
• 所属期刊栏目: 流体力学与传递现象
• 页码范围: 1784-1790
• 页数: 7页
• 分类号: O357.1|TE81
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/j.issn.0438-1157.20150865

摘要

同轴圆筒流变仪在恒剪速或恒应力测试初始过程中测试黏度远高于真实值的现象与流场非稳态作用等因素有关.测量间隙内的Couette流动研究主要集中在边界条件为恒值或某一具体时间函数下的理论推导,而测量间隙的边界条件实际为某一动边界.假设动边界为任意f(t),将同轴圆筒间Newtonian流体初始流变测试过程简化为无限大平板间Couette流动,采用特征函数法和Laplace变换推导应力和剪速边界下流场及表观黏度精确解,同时依据不同间隙尺寸和运动黏度对6种边界条件下的瞬态表观黏度进行数值计算.结果表明:当υ<20 mm2·s?1时,控制剪速边界下流场及表观黏度平衡时间更短;当20 mm2·s?1<υ<20000 mm2·s?1时,控制应力边界下流场及表观黏度平衡时间更短;当υ>20000 mm2·s?1时,两类边界条件下的平衡时间相近.