[發(fā)明專利]一種高剪切速率流動(dòng)垂直疊加振蕩流變測試方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410076542.7
• 申請(qǐng)日: 2014-03-04
• 公開（公告）號(hào): CN103822852B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李祥剛;劉躍軍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 湖南工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G01N11/14
• 分類號(hào): G01N11/14
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種高剪切速率流動(dòng)垂直疊加振蕩流變測試方法及裝置，其特征在于：料筒內(nèi)的物料在柱塞的擠壓下，通過環(huán)縫型口模，形成高剪切速率的主流場，根據(jù)柱塞速度、完全發(fā)展流動(dòng)區(qū)的壓力梯度、口模形狀、柱塞界面尺寸等，計(jì)算得到主流場剪切應(yīng)力與剪切速率的值；通過環(huán)縫型口模模芯轉(zhuǎn)子的振蕩運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)口?？p隙間的物料產(chǎn)生垂直疊加振蕩流場，根據(jù)模芯轉(zhuǎn)子的扭矩和振蕩頻率，及料筒和模芯轉(zhuǎn)子的尺寸等，?計(jì)算得到疊加振蕩流場的剪切應(yīng)力、剪切應(yīng)變及剪切速率的值，并可以進(jìn)一步計(jì)算得到各種物料函數(shù)；料筒上安裝加熱裝置，保證料流在實(shí)驗(yàn)過程中恒溫。

2.如權(quán)利要求1所述的流變測試方法及裝置，其特征在于：完全發(fā)展流動(dòng)區(qū)的壓力梯度的值是根據(jù)置于環(huán)形縫隙入口處的壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)，結(jié)合環(huán)形縫隙尺寸計(jì)算得到，且需要使用不同長度的轉(zhuǎn)子進(jìn)行末端校正。

3.如權(quán)利要求1所述的流變測試方法及裝置，其特征在于：完全發(fā)展流動(dòng)區(qū)的壓力梯度的值是根據(jù)置于環(huán)形縫隙內(nèi)完全發(fā)展流動(dòng)區(qū)的壓力傳感器測得的數(shù)據(jù)，結(jié)合環(huán)形縫隙尺寸計(jì)算得到，不需要進(jìn)行末端校正。

4.如權(quán)利要求1所述的流變測試方法及裝置，其特征在于：模芯轉(zhuǎn)子的扭矩測試通過電機(jī)與轉(zhuǎn)子連接處安裝扭矩傳感器測得；計(jì)算疊加振蕩流場的剪切應(yīng)力時(shí)，需要使用不同長度的轉(zhuǎn)子進(jìn)行末端校正，且進(jìn)行空載實(shí)驗(yàn)進(jìn)行轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量校正。

5.如權(quán)利要求1所述的流變測試方法及裝置，其特征在于：扭矩傳感器僅測試模芯轉(zhuǎn)子中間無末端效應(yīng)部分的扭矩；計(jì)算疊加振蕩流場的剪切應(yīng)力時(shí)，不需要進(jìn)行末端校正，但是要進(jìn)行空載實(shí)驗(yàn)進(jìn)行轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量校正。

6.如權(quán)利要求1所述的流變測試方法及裝置，其特征在于：可精確控制柱塞的運(yùn)動(dòng)速度和運(yùn)動(dòng)時(shí)間；料筒上安裝有加熱裝置和溫度傳感器，可以對(duì)料筒溫度進(jìn)行閉環(huán)控制。

7.如權(quán)利要求1所述的流變測試方法及裝置，其特征在于：模芯轉(zhuǎn)子振蕩的波形可以被控制，可以是正弦波、鋸齒型波、矩形波或隨機(jī)波等，也可以是勻速轉(zhuǎn)動(dòng)疊加上述振蕩波形，轉(zhuǎn)子的勻速轉(zhuǎn)動(dòng)也被看做一種特殊的振蕩模式，即勻速轉(zhuǎn)動(dòng)疊加振幅和頻率均為零的振蕩。

8.如權(quán)利要求1所述的流變測試方法及裝置，其特征在于：模芯轉(zhuǎn)子的形狀可以是但不限于圓柱形。

9.如權(quán)利要求1所述的流變測試方法及裝置，其特征在于：主流場剪切速率可調(diào)節(jié)范圍為10^-2?~?10⁵s^-1，振蕩剪切分量的頻率可調(diào)范圍為10^-3Hz~10²Hz，角位移分辨率<1μrad，扭矩分辨率<1μN(yùn)m，溫度范圍為室溫~?400?°C，溫度穩(wěn)定性<?+/-0.1°C。