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

4 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 :