核心计算公式

动力粘度的通用公式为：

mu = au / gammaμ=τ/γ

其中：

• μ 是动力粘度，单位是 mPa·s 或 cP（1 mPa·s = 1 cP）

• τ 是剪切应力，单位是 dynes/cm²

• γ 是剪切速率，单位是 1/s (秒⁻¹)

对于六速旋转粘度计，这个公式被具体化为：

μ=300×θ/N

或者更常见的操作公式：

读数（格数）×系数=粘度（mPa⋅s 或 cP）

关键参数的理解与获取

1. 读数（θ）：

• 直接从粘度计的表盘上读取指针所指的刻度值，单位是“格”。

• 必须在仪器稳定旋转（通常3-5秒后）时读取。

2. 转速（N）：

• 六速粘度计的六个固定转速为：3, 6, 100, 200, 300, 600 rpm。

• 你需要知道你当前使用的是哪个转速档位。

3. 系数（F）：

• 这是计算的关键。系数 = 300 / N。

• 不同转速对应不同的固定系数，通常仪器上会直接标出或提供卡片。标准系数如下表：

公式推导：系数 = 300 / N。例如，300转时，系数 = 300 / 300 = 1；600转时，系数 = 300 / 600 = 0.5。

计算步骤（举例说明）

假设你在测量某种钻井液，选择 300 rpm 的转速，待指针稳定后，读数为 45格。

1. 确定转速：N = 300 rpm。

2. 找到对应系数：查表可知，300 rpm对应的系数 F = 1.0。

3. 应用公式计算：

   粘度 (μ)=读数 (θ)×系数 (F)=45×1.0=45 mPa⋅s
   

结论：在300 rpm的剪切速率下，该流体的粘度为 45 mPa·s。

重要概念和常见应用

• 表观粘度 (AV)：

• 直接用 600 rpm 的读数计算：AV = θ₆₀₀ × 0.5 (mPa·s)

• 反映了流体在较高剪切速率下的总体粘度。

• 塑性粘度 (PV)：

• 反映流体中固体颗粒之间、颗粒与液体之间摩擦产生的粘度，与剪切速率无关。

• 计算公式：PV = θ₆₀₀ - θ₃₀₀ (单位：mPa·s)

• 这是钻井液性能的一个关键参数。

• 动切力 (YP)：

• 反映流体在静止时形成凝胶结构的强度，即克服初始流动所需的力。

• 计算公式：YP = (θ₃₀₀ - PV) × 0.5 (单位：lb/100ft²) 或 YP = (θ₃₀₀ - PV) × 0.5 × 0.4788 (单位：Pa)

• *常用英制单位 lb/100ft²。*

• 注意事项：

1. 单位统一：上述公式计算出的粘度单位默认为 mPa·s。动切力单位需特别注意。

2. 仪器校准：定期用标准粘度油对粘度计进行校准，确保读数准确。

3. 样品准备：测量前要充分搅拌样品，并确保样品温度恒定（温度对粘度影响极大）。

4. 转子选择：标准配置是外筒（转子）和内筒（转子套）。确保组合正确，通常使用 R1-B1 转子组合（即标准转子套和转子）。

5. 读数时机：一定要等到指针稳定后再读数，通常需要转动3-5圈以上。

总结：操作六速粘度计时，***常用的方法是 “读数 × 系数 = 粘度”。记住 300 rpm 时系数为1，读数即粘度 这个基准点，其他转速的系数就很容易推算了。对于钻井液等非牛顿流体，通过 600 rpm 和 300 rpm 两个点的测量，可以计算出更具工程意义的 塑性粘度 (PV) 和 动切力 (YP)。