水平均勻直圓管中粘性液體作層流運(yùn)動(dòng)時(shí)體積流量與管子兩端的壓強(qiáng)差、管內(nèi)半徑、長(zhǎng)度以及液體動(dòng)力粘度存在一定的定量關(guān)系，該定量關(guān)系被稱為泊肅葉定律。液體運(yùn)動(dòng)粘度和密度決定液體動(dòng)力粘度。將管子兩端的壓強(qiáng)差看作廣義壓強(qiáng)差，泊肅葉定律在非水平均勻直圓管中同樣成立。毛細(xì)管作為均勻直圓管的一種，在工程中有著十分廣泛的應(yīng)用。在醫(yī)療輸液系統(tǒng)中，通過(guò)精確控制流經(jīng)毛細(xì)管粘性液體的流速可以提高輸液流速的精度。在毛細(xì)管流速控制的過(guò)程中，泊肅葉定律對(duì)毛細(xì)管的尺寸和流經(jīng)的粘性液體提出了一定的限制條件。
在實(shí)際的毛細(xì)管流速控制系統(tǒng)中，分析流速與溫度的關(guān)系至關(guān)重要。溫度引起粘性液體的運(yùn)動(dòng)粘度和密度變化，從而改變液體的動(dòng)力粘度，改變液體的流速。因此，首先需要確定液體運(yùn)動(dòng)粘度和密度與溫度的關(guān)系，進(jìn)而建立液體動(dòng)力粘度與溫度的關(guān)系，為毛細(xì)管粘性液體的流速控制提供準(zhǔn)確的流速溫度關(guān)系模型。粘性液體在毛細(xì)管中運(yùn)動(dòng)時(shí)流速與管子結(jié)構(gòu)和動(dòng)力粘度的關(guān)系，但未探索溫度對(duì)流速的具體影響;通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出原油的動(dòng)力粘度與溫度的數(shù)據(jù)，采用計(jì)算機(jī)技術(shù)擬合出粘溫系數(shù)，從而得出更加準(zhǔn)確的粘溫模型; 李
給出了運(yùn)動(dòng)粘度與溫度的經(jīng)驗(yàn)表達(dá)式，并且表明常壓下，壓強(qiáng)對(duì)潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)粘度的影響可以忽略不計(jì); 推土機(jī)箱用潤(rùn)滑油在40 ～ 100 ℃時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度的變化，采用數(shù)值分析方法，提高了粘溫模型精度，為在線監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)運(yùn)動(dòng)粘度提供理論依據(jù)。目前，只是研究了粘性液體的粘溫特性，不同溫度下粘性液體經(jīng)過(guò)毛細(xì)管時(shí)的流速特性還沒(méi)有定量關(guān)系式。
潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定采用毛細(xì)管法，儀器型號(hào)SYD-265,廠家：上海昌吉地質(zhì)儀器有限公司。在某恒定的溫度下，測(cè)定一定體積的液體在重力作用下流過(guò)一個(gè)經(jīng)標(biāo)定的玻璃毛細(xì)管粘度計(jì)的時(shí)間。這個(gè)時(shí)間與毛細(xì)管粘度計(jì)標(biāo)定常數(shù)的乘積即為該溫度下測(cè)試液體的運(yùn)動(dòng)粘度。在運(yùn)動(dòng)粘度測(cè)定過(guò)程中，首先需要保證潤(rùn)滑油的溫度精度控制在± 0. 05 ℃ ; 其次，確保潤(rùn)滑油在毛細(xì)管粘度計(jì)的流動(dòng)時(shí)間在200～500 s 之間。
針對(duì)毛細(xì)管中的流速溫度特性，文章分析了粘性液體經(jīng)過(guò)毛細(xì)管時(shí)流速的多個(gè)影響因素。以低溫潤(rùn)滑油為粘性液體的樣品，研究了其在常壓下，溫度在 0 ～ 40 ℃變化范圍時(shí)，潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度、密度和動(dòng)力粘度與溫度的關(guān)聯(lián)表達(dá)式，確立了液體經(jīng)過(guò)特定毛細(xì)管時(shí)流速與溫度的數(shù)學(xué)模型。結(jié)果表明，用Walther( b) 方程描述低溫潤(rùn)滑油的運(yùn)動(dòng)粘度與溫度的關(guān)系更加精確，密度與溫度符合線性關(guān)系，動(dòng)力粘度與溫度成類指數(shù)關(guān)系，低溫潤(rùn)滑油流速與溫度成一種非線性關(guān)系。研究結(jié)果為毛細(xì)管粘液流速控制進(jìn)行溫度補(bǔ)償提供了依據(jù)。
為提高粘性液體在毛細(xì)管中的流速控制精度，上述分析了低溫潤(rùn)滑油經(jīng)過(guò)毛細(xì)管的流速與溫度特性。首先確定了低溫潤(rùn)滑油運(yùn)動(dòng)粘度與溫度的Walther( b) 模型，建立了密度與溫度的線性關(guān)系，進(jìn)而建立了低溫潤(rùn)滑油動(dòng)力粘度與溫度的類指數(shù)模型。通過(guò)0～40℃ 的溫度試驗(yàn)數(shù)據(jù)，擬合得到低溫潤(rùn)滑油動(dòng)力粘度與溫度的模型中的參數(shù)，進(jìn)而確立了低溫潤(rùn)滑油通過(guò)毛細(xì)管時(shí)流速與溫度的非線性關(guān)系。采用流速溫度模型，對(duì)毛細(xì)管流速控制進(jìn)行溫度實(shí)時(shí)補(bǔ)償。
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