50648

Определение коэффициента внутреннего трения капиллярным вискозиметром

Лабораторная работа

Физика

Если по трубке течёт установившийся поток жидкости или газа то отдельные части потока движутся вдоль плавных линий тока форма которых определяется стенками трубки. При увеличении скорости потока даже в прямой трубке линии тока начинают закручиваться в виде вихрей или водоворотов и начинается энергичное перемешивание жидкости. Было установлено что характер течения жидкости зависит от значения безразмерной величины Re которая называется числом Рейнольда. В данной работе он...

Русский

2014-01-27

130.5 KB

2 чел.

Обнинский Государственный Технический Университет                         Атомной и Тепловой Энергетики

Кафедра О и СФ.

Лабораторная работа № 7

Определение коэффициента внутреннего трения                                  капиллярным вискозиметром.

                                                                              Выполнил:     

                                                                                                          студент гр. ИС-03

                                                                                              Бутин М.С.

 Проверил:

                                                                                                     Петрушин А.Г.

Обнинск, 2004.

Краткая теория

Если  по трубке течёт  установившийся  поток  жидкости  или  газа, то отдельные части  потока движутся  вдоль  плавных  линий тока, форма которых определяется  стенками  трубки. В этом случае поток  можно разделить на  отдельные слои, которые скользят друг  относительно друга с различными  скоростями, не  перемешиваясь. Такое течение называется  ламинарным. При увеличении скорости потока даже в прямой трубке линии  тока начинают закручиваться в виде вихрей или водоворотов, и начинается  энергичное перемешивание жидкости. Такое течение называют  турбулентным.

Было установлено, что  характер течения  жидкости зависит от значения  безразмерной величины  Re, которая  называется  числом  Рейнольда.

Re<2000 - Течение ламинарное.

Re>2000 - Течение турбулентное.

Так как в ламинарном потоке различные слои имеют  разную скорость, то между слоями действуют силы внутреннего трения. Существует  ряд экспериментальных методов определения коэффициента внутреннего трения. В данной работе он определяется  с помощью капиллярного вискозиметра на основе закона Пуазейля   для ламинарного течения  жидкости по трубам.

Коэффициент внутреннего трения жидкости вычисляется по формуле , где  и - времена истечения исследуемых жидкостей,  и  - их плотности - известный коэффициент внутреннего трения.

На  рисунке 1 показан прибор с  помощью которого  проводится  опыт. Вискозиметр представляет  собой   U-образную  трубку, широкое колено

                                             F                                        которого   заканчивается внизу расширением А, а другое колено состоит

                                                                                       из капилляра, заканчивающегося наверху рпасширениями В и С.

                                                                                       переходит в стеклянную трубку, на конец которой насажен кусок

                                                                                       насажен кусок резинового шланга F.Над расширением  В и под ним

   А                                  С                                            нанесены две метки m и n, ограничивающие собой определённый

                                                                        m           объём жидкости, время  истечения которого измеряеся на опыте.

                                                                                                   

                                         В                                           

                                                                        n             

                                                                                       

   Рисунок 1

                                                         

Выполнение работы

1

2

3

4

5

t (H2O)

31,45

31,47

31,48

31,48

31,47

t (NaCl, 5%)

31,00

31,01

31,00

31,03

30,95

t (NaCl, 10%)

32,21

32,00

32,22

32,2

32,27

1)Определяем  плотность  жидкости  по  формуле:

 

= 0,0012 гр/см³ = 12·кг/см³  –  плотность  воздуха.               

= 0,9978 гр/см³   плотность воды при   t = 22°C

= 17,8 г. –  масса колбы.

== 42,8 – 17,8 = 25 г.

= = 43,55 – 17,8 = 25,75 г.

=  = 42,55 – 17,8 = 24,75 г.          

  

2)Вычислим  коэффициент  трения  по  формуле:

   , где

= 30,994 с.

= 31,108 с.

= 32,18 с.

3)Вычисление погрешности:

= 30,99 c.

= 31,47 c.

= 32,18 c.

;

;

, где  

;

;

 с.

;

;

 с.

;

;

с.

Вывод: с помощью формулы  рассчитал коеффициент внутреннего трения 5% и 10% раствора NaCl :  

                                                           


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22631. Закон руху матеріальних точок та твердого тіла 74 KB
  Запишемо другий закон Ньютона для матеріальної точки з даної системи: 1 де зовнішня сила що діє на іту м. Записавши 1 для кожної точки системи та просумувавши всі отриманні рівняння по і маємо: 2. Уведемо задає точкуцентр мас системи Центр мас рухається так ніби в ньому зосереджена вся маса системи. Повна кількість руху системи: = це математичне формулювання закону збереження імпульсу.
22632. Хвилі у пружному середовищі. Хвильове рівняння. Звукові хвилі 66 KB
  Хвилі у пружному середовищі. Звукові хвилі. Хвильовий процес характеризується фазовою швидкістю або швидкістю розповсюдження хвилі с груповою швидкістю або швидкістю розповсюдження хвильового пакету довжиною хвилі частотою або періодом коливань; між цими величинами існує простий зв’язок: . Довжина хвилі це відстань між частинками які коливаються з однаковою фазою.
22633. Рух ідеальної рідини. Рівняння Бернуллі 75 KB
  Рух ідеальної рідини. Ідеальна рідина внутрішнє тертя відсутнє сила тертя між окремими шарами рідини що тече рідина нестислива. Рівняння 1 для такої рідини має вигляд: Лінії потоку це лінії дотичні до яких в кожній точці співпадають за напрямом з вектором . При стаціонарному русі рідини її частинки при своєму русі не перетинають трубку потоку.
22634. Рух в’язкої рідини. Число Рейнольдса 39.5 KB
  Рух в’язкої рідини. Розглянемо стаціонарну течію в’язкої рідини в прямій горизонтальній трубі з постійним перерізом. Модуль сили внутрішнього тертя що прикладена до площини S яка лежить на границі між шарами:; або оскільки вісь z напрямлена вздовж радіусу η – коефіцієнт в’язкості залежить від природи і стану рідини. Виділимо з об’єму рідини що тече циліндр радіусу r довжини l та запишемо умови його руху.
22635. Принцип найменшої дії та рівняння Лагранжа 80.5 KB
  Принцип найменшої дії та рівняння Лагранжа. функцією Лагранжа системи. Ці рівняння називаються рівняннями Лагранжа. Властивості функції Лагранжа: Якщо домножити функцію Лагранжа на деяку константу вигляд рівнянь руху не зміниться; Якщо система складається з двох не взаємодіючих частин A і B з функціями Лагранжа та то система описується функцією Лагранжа .
22636. Гамільтонова форма рівнянь руху класичної механіки 75.5 KB
  Тут величина являє собою енергію системи що виражена через координати і імпульси і називається функцією Гамільтона системи. Ці шукані рівняння в змінних і називаються рівняннями Гамільтона. Розглянемо повну похідну фції Гамільтона по часу . Підставимо сюди та з рівнянь Гамільтона.
22637. Основні положення і головні результати спеціальної теорії відносності 77 KB
  Ейнштейн побудував спеціальну теорію відносності на постулатах: фізичні закони формулюються однаково в усіх інерціальних системах відліку ІСВ; швидкість світла у вакуумі не залежить від руху джерела і є однаковою в усіх ІСВ. Якщо простір ізотропний і однорідний то виконується рівність де константа залежить від швидкості ІСВ. Для нерухомої другої ІСВ . Для оберненого перетворення перехід до першої ІСВ: .
22638. Основні закони термодинаміки. Статистичне означення ентропії 74.5 KB
  Функція що зв’язує тиск об’єм і температуру фізично однорідної системи яка перебуває в термодинамічній рівновазі називається рівнянням стану. Другий закон ТД Не існує періодично діючого пристрою що виконував би роботу лише за рахунок відбору теплоти від одного і того ж джерела існує однозначна функція стану системи яка залишається постійною при адіабатичних процесах S. При рівноважних процессах зміна ентропії системи пов`язана з кількістю тепла що передається співвідношенням : Для адіабатичного циклічного процесу і тобто ...
22639. Розподіл Максвела та Больцмана. Їх експериментальна перевірка 121 KB
  Розподіл Максвела та Больцмана. Використаймо великий канонічний розподіл Гіббса де . Тобто можна відокремити де розподіл по швидкостям а розподіл по координатах. Розглянемо розподіл молекул по швидкостям.