1.一种流体磨料剪切流动壁面滑移速度测量方法,其特征在于:应用一种流体磨料剪切流动壁面滑移速度测量装置,所述测量装置包括:夹具和试样(3),所述夹具夹持试样(3),所述试样(3)包括试样A和试样B,试样A和B均为空心圆柱,两者空心部分形状大小相同;试样A采用均质刚性材料,试样B由两个同轴空心圆柱组件组成,外侧空心圆柱(11)采用均质刚性材料,内侧空心圆柱(10)采用高分子聚合物柔性材料,且内侧空心圆柱(10)的外侧面与外侧空心圆柱(11)的内侧面固接,流体磨料(4)能分别流经试样A和B的空心部分;所述测量方法包括:将流体磨料(4)以相同压力和时间分别流经试样A和B的空心部分,获得流体磨料(4)在试样A和试样B中的体积流量 和 流体磨料剪切流动壁面滑移速度 其中,为 壁面滑移速度, 为与试样A对应的流体磨料体积流量试验测量值, 为与试样B对应的流体磨料体积流量试验测量值,D为试样A的内孔直径。
2.根据权利要求1所述的一种流体磨料剪切流动壁面滑移速度测量方法,其特征在于:所述内侧空心圆柱(10)采用的高分子聚合物柔性材料制作,在常温常压下与流体磨料(4)接触时能够形成牢固的粘接作用。
3.根据权利要求2所述的一种流体磨料剪切流动壁面滑移速度测量方法,其特征在于:所述夹具包括压盖(2)、支撑环(5)和底座(6),所述支撑环(5)内径大于试样(3)外径,且试样(3)位于支撑环(5)内部,所述支撑环(5)连接在压盖(2)和底座(6)之间;所述压盖(2)和底座(6)设有同样的中心孔,所述试样(3)可拆卸安装在压盖(2)和底座(6)之间,所述中心孔与试样(3)相匹配,夹具夹紧试样(3)后试样(3)与压盖(2)和底座(6)的中心孔完全吻合。
4.根据权利要求3所述的一种流体磨料剪切流动壁面滑移速度测量方法,其特征在于:所述压盖(2)和底座(6)的中心孔为沉头通孔,其沉孔直径等于试样(3)外径,底孔直径等于试样(3)内径;所述压盖(2)下表面和底座(6)上表面设有与支撑环(5)相匹配的第一环形凹槽;所述压盖(2)上表面设有与上磨料缸(1)开口相匹配的第二环形凹槽,所述上磨料缸(1)通过第二环形凹槽卡接在压盖(2)上表面且与压盖(2)的沉头通孔连通。
5.根据权利要求4所述的一种流体磨料剪切流动壁面滑移速度测量方法,其特征在于:所述底座(6)安装于机床工作台(7)上表面,且机床工作台(7)设有与底座(6)沉头通孔相匹配的通孔,所述机床工作台(7)下表面固接有下磨料缸(9),所述下磨料缸(9)与底座(6)的沉头通孔连通;流体磨料(4)装于下磨料缸(9)内,所述下磨料缸(9)内置磨料缸活塞(8),所述磨料缸活塞(8)与机床连接,所述磨料缸活塞(8)用于将下磨料缸(9)内流体磨料(4)挤压至试样(3)内;所述试样B内侧空心圆柱(10)采用硅胶或乳胶材质时,其壁厚不得大于2mm。
6.根据权利要求5所述的一种流体磨料剪切流动壁面滑移速度测量方法,其特征在于:包括以下步骤:(1)试样准备:根据测量目的及待测流体磨料的物性参数设计试样几何尺寸和材质;(2)基于试样A的挤压流动试验:将待测流体磨料装入下磨料缸,并将试样A与夹具装配后放置于机床工作台;设置机床工作压力和工作时间,启动机床,流体磨料在磨料缸活塞的挤压下从试样A的内孔流出,进入上磨料缸,测量上磨料缸内流体磨料的挤出体积 (3)基于试样B的挤压流动试验:将试样A从夹具中取出,并将试样B与夹具装配后放置于机床工作台上,采用相同的工作压力和工作时间执行步骤(2),测量流体磨料的挤出体积 (4)数据分析:通过下式计算得到流体磨料在试样A中作挤压流动的壁面滑移速度,即流体磨料剪切流动壁面滑移速度
7.根据权利要求6所述的一种流体磨料剪切流动壁面滑移速度测量方法,其特征在于:所述试样A内孔的长径比不小于5.0;当待测样品是由液态有机聚硅氧烷、固体颗粒和润滑剂均匀混合而成的流体磨料,或者由胶体、固体颗粒和润滑剂均匀混合而成的流体磨料时,试样A的内孔直径和试样B的内侧空芯圆柱内环面直径不小于流体磨料中固体颗粒最大粒径的10倍。
8.根据权利要求6所述的一种流体磨料剪切流动壁面滑移速度测量方法,其特征在于:当待测样品是由液态有机聚硅氧烷、固体颗粒和润滑剂均匀混合而成的流体磨料,或者由胶体、固体颗粒和润滑剂均匀混合而成的流体磨料时,所述机床工作压力和工作时间的设置需要满足以下条件:在给定的工作压力和工作时间下,基于试样A的流体磨料体积流量试验测量值不小于基于试样B的流体磨料体积流量试验测量值的1.05倍,且试样A在试验后的内孔表面粗糙度值不小于试验前的95%。
9.根据权利要求6所述的一种流体磨料剪切流动壁面滑移速度测量方法,其特征在于:流体磨料在试样A中作挤压流动的壁面剪切率和壁面剪切力通过理论计算或者流场仿真获得,当采用理论计算时,利用以下公式:其中, 为壁面剪切率,τ w 为壁面剪切力,η为流体磨料在剪切率 下对应的粘度。