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關(guān)于牛頓液體和非牛頓液體的表述以及粘度測(cè)定在印刷行業(yè)的應(yīng)用和相關(guān)儀器

閱讀:5256發(fā)布時(shí)間:2011-12-24

有關(guān)于牛頓液體非牛頓液體的表述很多,其實(shí)嚴(yán)格地講,并沒有的牛頓液體的存在,值也是相對(duì)的,但為了在某個(gè)特定的環(huán)境和條件下能夠?qū)芏嗔黧w的把握,才導(dǎo)出這些概念,下面先對(duì)這些概念做個(gè)描述:

 液體有牛頓液體和非牛頓液體之分。牛頓液體的粘度只和溫度有關(guān),隨溫度升高而降低。非牛頓液體的粘度除了與溫度有關(guān)外,還與剪切速率、時(shí)間有關(guān),并有剪切變稀或剪切變稠的變化。純液體和低分子物質(zhì)的溶液屬于牛頓液體;而大多數(shù)液體,如高分子溶液、膠體溶液、乳劑、混懸劑、軟膏以及固-液的不均勻體系的流體都是非牛頓液體。沒有數(shù)據(jù)處理功能的普通數(shù)顯粘度計(jì)測(cè)得的都是某一點(diǎn)(在某一特定溫度、時(shí)間剪切速率下)的粘度值,如果被測(cè)試樣是牛頓液體,那么在恒定的溫度下粘度值是不變的,某一點(diǎn)的數(shù)值即代表了該液體的粘度。但是如果測(cè)量的是粘度隨轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)子、時(shí)間的不同而不同的非牛頓液體,要得到一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)值就困難的多了。普通粘度計(jì)可測(cè)牛頓液體,但對(duì)非牛頓液體就力不從心了。因?yàn)槠胀ㄕ扯扔?jì)在測(cè)試非牛頓液體時(shí),粘度數(shù)據(jù)是時(shí)時(shí)變化的,很難得到一個(gè)準(zhǔn)確的數(shù)值。
 實(shí)驗(yàn)室測(cè)定粘度的原理一般大都是由斯托克斯公式和泊肅葉公式導(dǎo)出有關(guān)粘滯系數(shù)的表達(dá)式,求得粘滯系數(shù)。 粘度的大小取決于液體的性質(zhì)與溫度,溫度升高,粘度將迅速減小。因此,要測(cè)定粘度,必須準(zhǔn)確地控制溫度才有意義。粘度參數(shù)的測(cè)定,對(duì)于預(yù)測(cè)產(chǎn)品生產(chǎn)過程的工藝控制、輸送性以及產(chǎn)品在使用時(shí)的操作性,具有重要的指導(dǎo)價(jià)值,在印刷、醫(yī)藥、石油、汽車等諸多行業(yè)有著重要的意義。1845年,英國數(shù)學(xué)家、物理學(xué)家斯托克斯(G. G. Stokes, 1819-1903)和法國的納維(C.L.M.H. Navier)等人分別推導(dǎo)出粘滯流體力學(xué)中zui基本的方程組,即納維-斯托克斯方程,奠定了傳統(tǒng)流體力學(xué)的基礎(chǔ)。1851年,斯托克斯推導(dǎo)出固體球體在粘性介質(zhì)中作緩慢運(yùn)動(dòng)時(shí)所受的阻力的計(jì)算公式,得出在重力的作用下,阻力與流速、粘滯系數(shù)成比例,即關(guān)于阻力的斯托克斯公式。納維-斯托克斯方程是數(shù)學(xué)中zui為難解的非線性方程中的一類,尋求它的解是非常困難的事。直至今天,大約也只有70多個(gè)解,只有大約一百多個(gè)特解被解出來,是zui復(fù)雜的、尚未被完*的*數(shù)學(xué)難題之一。
 
粘度測(cè)量在印刷行業(yè)的應(yīng)用:
 
 在塑料凹版印刷中,如何控制油墨印刷粘度是個(gè)十分關(guān)鍵的問題。特別是在高速輪轉(zhuǎn)凹版印刷中,油墨印刷粘度控制是否適當(dāng),直接與顏料的轉(zhuǎn)移、臟版、印品光澤亮度、顏料粘接牢固度、靜電等絕大多數(shù)質(zhì)量問題關(guān)系極大,影響著印品的成品率以及工作效率。那么,在塑料凹印中,如何控制油墨印刷粘度,才能兼顧多方面,保證印品質(zhì)量。這就要求我們首先了解油墨印刷粘度與粘性這兩個(gè)概念。據(jù)查相關(guān)教材或資料,對(duì)兩者之間關(guān)系的概述通常很含糊,有的甚至把兩者看成是一個(gè)概念,其實(shí)兩者之間有著明顯的區(qū)別,下面歸納幾點(diǎn)來闡述油墨印刷粘度與粘性的區(qū)別與。
  1.定義不同
  如果由于某些外界原因使得油墨各層流速不同,特別在兩層接觸面流動(dòng)速度不同的液層之間有作用力和反作用力存在,這對(duì)力稱為油墨的內(nèi)摩擦力,其表現(xiàn)出來的性質(zhì)稱為油墨的粘性。度量油墨粘性的物理量稱為粘度。
  2.表現(xiàn)方式差異
  粘性是在抵抗墨膜分離時(shí)出現(xiàn)的,并且流體只有在流動(dòng)時(shí)才會(huì)表現(xiàn)出粘性,靜止流體中不呈現(xiàn)粘性。粘性的作用表現(xiàn)為阻滯流體內(nèi)部的相對(duì)滑動(dòng),從而阻滯流體的流動(dòng),但這種阻滯作用只能延緩相對(duì)滑動(dòng)的過程而不能使其停止。這是流體粘性的重要特性,并且它是一個(gè)流變參數(shù),表示了流體的內(nèi)部粘合特性等。而粘度表現(xiàn)在液體受外力作用移動(dòng)時(shí),分子間產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力的量度。粘度是流體的一種屬性,不管流體處于靜止還是流動(dòng),它永遠(yuǎn)存在。
  3.檢測(cè)方法、單位不同
  粘性是用旋轉(zhuǎn)粘性儀來測(cè)量的。用粘性儀測(cè)量油墨或連結(jié)料膜層分離所產(chǎn)生的阻力大小,用數(shù)字表示即為粘性值。粘性沒有單位。
  粘度的測(cè)量方法有多種。大體有毛細(xì)管粘度計(jì)、小孔式粘度計(jì)、旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)和旋轉(zhuǎn)錐板粘度計(jì)等。一般情況下,常用旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)來測(cè)量油墨的粘度。當(dāng)轉(zhuǎn)子受到液體的粘滯阻力,則游絲產(chǎn)生扭矩,與粘滯阻力抗衡,zui后達(dá)到平衡,這時(shí)與游絲連接的指針在刻度圓盤上指示一定的讀數(shù)(即游絲的扭轉(zhuǎn)角)。將讀數(shù)乘上特定的系數(shù)即得到液體的粘度。由此可見粘度和粘性在單位上不同。

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