第$*卷第$期
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水泥生料浆的表观粘度
张林仙$
（$黄石高等专科学校机动系，湖北
黄石
张立民!
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武汉理工大学，湖北’()
武汉’(
摘要对固液两相悬浮非牛顿流体———水泥生料浆的样品，在不同温度下的流变特性进行了测试，采用回
归分析的方法对测试数据进行了合理的处理，给出的表观粘度及流变参数，对工程计算及优化设计有参考引用价值。
关键词非牛顿流体水泥生料浆表观粘度流变特性
中图分类号+,$*!文献标识码-文章编号：（!
传统的实验计算方法进行了较大的改进。水泥生
!前言
水泥生料浆是一种固液两相悬浮非牛顿流体，是水泥厂湿法磨的产品，也是回转窑煅烧水泥熟料的原料。由于它是行业生产中的中间产品，对它的研究主要是在化学成分方面，至于它本身的流体力学性能则研究得较少，公开发表的资料也不多。然而对它的流体力学性能进行深入系统的研究有助于水泥生料浆的粉磨设备及输送设备的技术改造及优化设计，也有助于水泥厂节能降耗以及产品质量的提高。
在工程上往往把水泥生料浆视作符合幂定律模型的非牛顿流体，一般采用下面的表达式来描述它的剪切速率!与剪切应力
#
（!!
（$）
料浆的表观粘度#稠度系数/及流变指数0的实3、
验计算方法对于非牛顿流体的实验研究具有积极的意义。
仪器、条件
实验样品是4水泥厂料浆库的水泥生料浆，该厂化验室提供的化学成分如表$所示：
表$水泥生料的化学成分
678!化学成分
（重量百分比5）$$?
细
度
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含水量
式中/为稠度系数，0为流变指数。用/与0虽然能描述水泥生料浆的流变特性，但是人们根据这两个参数很难想象和比较两种非牛顿流体流动时内摩擦力的大小。于是人们根据牛顿流体动力粘度#1
粘度#$的概念：（!）
本文不仅通过实验给出水泥生料浆的表观粘度，为工程计算与科学研究提供有益的实验数据，而且对
收稿日期：!
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测试时，料浆含水量重量百分比
为()5（厂家提供的样品含水量为(&?.5）
上表中值得指出的是含水量，通常在水泥生产工艺中，入窑生料浆的水分含量原则上是越少越好，含水量少可减少燃料的消耗，有利于节能降耗。但含水量过少，喂料系统则无法输送。在我国，生产厂家的水泥生料浆在入窑煅烧前，含水量一般为(’5A(&5。因为料浆的粘度主要取决于它的含水量，测试时有必要将料浆的含水量取整，特将此
万方数据作者简介：张林仙（$%&%#），女，云南呈贡人，讲师，主要从事热能工程的教学与研究工作。
(5
料浆的含水量浓缩为!
黄石高等专科学校学报3--(年
!
测试仪器为成都仪器厂生产的$%&’((型旋转粘度计，采用它的)型测量头，它的半径为*+,而是另外-.-(
该仪器有十五档转速，分别为
只选取了0.3、(3-个数据。图(为了清晰，(6./、
八种角速度共!3个数据!-.4、56.-8四个温度点，进行绘制。
$数据处理
$
非牛顿流体的检测不但困难，而且对数据的处理也十分关键。一般依据下式：
实验室的温度为3
#测试结果
实验测试了含水量为!
表3测试点温度值
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:水泥厂含水量为!
测试数据图表
仪表的转速由
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万方数据都检测了(
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］对上式取对数，有：
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改写为：>,?@A%
（5）式中：>,;
，通常检测后利用对数坐标纸作图，可求出>轴上的截距?及%轴的斜率A。然后利用?与A求出稠度系数B与流变指数
?C、AC，
因此有：*!,+)-+.
由
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］｝可求出料浆的稠度系数B及流变指数
表!测试数据回归处理结果
角速度剪切速率表观粘度(7&!
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稠度系数
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流变指数
第%期张林仙等：水泥生料浆的表观粘度
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表观粘度!（
出以下几点结论：
（%）由于非牛顿流体的表观粘度与牛顿流体粘
度具有同一量纲（0!・而且计算式也相同（1）3!2#!），将该料浆样品的表观粘度与水的粘度（
为/+//%/%0!・相比较，由表&可见料浆的粘度是1）水的4/5%///多倍。
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这样，有了#、，就可由（
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!。表&就是通过对测试数据进行回归处理，得出的’水泥厂含水量为&()的水泥生料浆的表观粘度!!、
稠度系数#及流变指数$等的处理数据。由于数据太多，表中只给出了温度为%*+,-的测试处
理数据。
图
与温度关系曲线
$数据分析与结论
由表&中可以看到回归分析的相关系数.的值非常接近%，这说明对水泥生料浆采用幂定律模型是正确的。由于篇幅有限，没有列出其它温度下回归后的稠度系数#、流变指数$及相关系数.，
但计算结果表明在其它温度下的相关系数.都超过了/+**。通过对上述测试数据的分析，可以得
万方数据
（&）当温度升高时，水分子之间的结合力减弱，它的内摩擦力也减弱，也就是说它的粘度要有所下降。然而悬浮在水中的固体颗粒热运动加剧，从而颗粒与颗粒之间、颗粒与水之间摩擦力增加，这一因素将导致表观粘度的增加。由于上面两种因素制约，最终固体颗粒热运动加剧的因素占主导地位，因此温度升高时，料浆的表观粘度要增加，这样，如果在较高的温度下输送料浆，那么就会增加动力消耗。从图
（6）由表&可以看到测量头角速度增加时，表观粘度!!减小。由表中数据可得出当角速度增加
76倍时，表观粘度!!减小%7倍。这一点与牛顿流体不同，作为牛顿流体，其表观粘度不随剪切速率的变化而变化。
(、
本文的测试数据虽然是针对’水泥厂含水量为&()的料浆，但由于水泥厂料浆水分大都在&6)5&7)之间，因此测试数据处理的结果有采用的价值，尤其是表&中的数据。
参考文献
［%］张立民，王向波8国产191改性沥青高温粘度的研究
8新型建筑材料，%**/（4）：&
［
大学出版社，%*,,
［&］成都仪器厂8:;15%%型旋转粘度计使用说明书［6］0!!$?@HIHF>!$GFJDKLGJFD
MNCHH0G$?=DCQDC!BGD$+S!J>G$?BD$@D$TED$，%*44
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摘要对固液两相悬浮非牛顿流体———水泥生料浆的样品，在不同温度下的流变特性进行了测试，采用回
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关键词非牛顿流体水泥生料浆表观粘度流变特性
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传统的实验计算方法进行了较大的改进。水泥生
!前言
水泥生料浆是一种固液两相悬浮非牛顿流体，是水泥厂湿法磨的产品，也是回转窑煅烧水泥熟料的原料。由于它是行业生产中的中间产品，对它的研究主要是在化学成分方面，至于它本身的流体力学性能则研究得较少，公开发表的资料也不多。然而对它的流体力学性能进行深入系统的研究有助于水泥生料浆的粉磨设备及输送设备的技术改造及优化设计，也有助于水泥厂节能降耗以及产品质量的提高。
在工程上往往把水泥生料浆视作符合幂定律模型的非牛顿流体，一般采用下面的表达式来描述它的剪切速率!与剪切应力
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