基于两段法及改变落球高度的硝化棉落球粘度测量

罗雨莹, 郭泽荣

(北京理工大学 爆炸科学与技术国家重点实验室,北京 100081)

1 引 言

粘度是硝化棉重要的物理指标,直接影响其溶液及相关制品的质量和安全性。落球法是测量硝化棉溶液粘度的常用方法[1],该方法让小球落入试液,最初小球所受重力大于液体对小球的浮力,小球做向下的加速运动,随着速度增加,小球受到的粘滞阻力也增加,逐渐接近使小球下落的重力,当受力达到平衡时,小球达到收尾速度,以恒定速度下落。测量小球匀速下落时的速度,根据斯托克斯定律,获得试液的粘度。落球法在实际测量中,落球距离通常是固定不变的,小球在不同粘度溶液中匀速运动的速度不同,因而测得落球距离内的落球时间不同。因此小球通过落球距离的落球时间是精确测量粘度的关键,这要求小球在落球距离内应做匀速运动[2]。传统固定高度方法测量时[3],小球从落球管口下落,落球时间通过视觉观测,落球距离为落管上2条固定不变的刻度线之间距离；而硝化棉溶液粘度范围较广,为1 000～100 000 mPa·s,当试液粘度较小时,小球下落时经过第1条刻线时可能并未达到收尾速度,从而影响测量结果的准确性[4]。文献[5]用等距设置的多对红外对射探测器监测小球沉降过程,得出多个时间差并得出平均时间差,从而求得原油准确的粘度；文献[6]介绍了一种原油氧化过程粘度测定仪,该测定仪将落球距离均分成多段,通过测量各段内小球的运动时间是否相同,来判断小球是否做匀速运动；……