87734

Определение вязкости жидкости

Лабораторная работа

Физика

Цель: определение вязкости жидкости с помощью вискозиметра Энглера Краткие теоретические сведения. Вязкостью называется свойство флюида жидкости или газа обладать внутренним трением. 1 где касательное напряжение внутреннего трения; скорость движения жидкости; п нормаль к вектору скорости.

Русский

2015-04-22

447.57 KB

9 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

НАЦИОНАЛЬНЫЙ МИНЕРАЛЬНО-СЫРЬЕВОЙ УНИВЕРСИТЕТ

«ГОРНЫЙ»

Кафедра транспорта и хранения нефти и газа

Лабораторная работа №1


«Определение вязкости жидкости»

 

Выполнил: студент  гр.  ЭХТ-12-1         __________                     /Вазеа.А.А. /

                                                                                                         (подпись)                                                      (Ф.И.О.)   

                                  

Проверил:      доцент                             __________                        /Кабанов О.В. /

                                                                                                        (подпись)                                                     (Ф.И.О.)

                                                      

Санкт-Петербург

2014 год

Цель: определение вязкости жидкости с помощью вискозиметра Энглера

Краткие теоретические сведения.

Вязкостью называется свойство флюида (жидкости или газа) обладать внутренним трением. Вязкость характеризуется динамическим коэффициентом вязкости р, входящим в качестве физической константы в формулу закона Ньютона - основного закона внутреннего трения в жидкостях и газах:

                                                                   (1.1)

где    - касательное напряжение внутреннего трения;  - скорость движения жидкости; п - нормаль к вектору скорости.

Динамический коэффициент вязкости р измеряется в паскаль-секундах (Пас), т.е. ньютон - секундах на квадратный метр () в единицах СИ, или в пуазах () в физической системе единиц. Кинематический коэффициент вязкости определяется по следующей формуле:

                                                                     (1.2)

и измеряется в квадратных метрах на секунду (м2/с) в единицах СИ, или в Стоксах (см2/с) в физической системе единиц; здесь р - плотность жидкости.

Вязкость флюидов зависит от температуры: с её увеличением динамический коэффициент вязкости у жидкостей уменьшается, а у газов возрастает.

Вязкость жидкостей измеряется вискозиметрами. В работе используется вискозиметр Энглера (ГОСТ 1532-54). С его помощью косвенным путем определяют кинематический коэффициент вязкости жидкостей, вязкость которых выше, чем у воды. Для этого вводится специальная единица, именуемая градусом ВУ (или градусом Энглера).

                                                                 (1.3)

где (t - время истечения из вискозиметра Энглера 200  исследуемой жидкости при заданной температуре;  - водное число (время истечения из данного вискозиметра 200 см3 дистиллированной воды при температуре 20 °С).

Для перевода градуса ВУ в квадратный метр на секунду применяют эмпирическую формулу:

                                             (1.4)

Описание установки.

Вискозиметр Энглера (рис.1) состоит из двух помещённых один в другой сосудов 4 и 6, установленных на подставке 8. В днищах обоих сосудов просверлены отверстия, в которые вставлена и закреплена трубка 10 с калиброванным диаметром; её отверстие перед опытом закрыто стержнем 2. Эта трубка выполняет роль насадка

для внутреннего сосуда 4, из которого вытекает исследуемая жидкость.

       

Пространство между сосудами заполняют водой, подогрев которой позволяет установить температуру исследуемой жидкости, контролируемую термометром 3, вставленным в отверстие крышки внутри сосуда. Температура воды в наружном сосуде контролируется термометром 1. Равномерность подогрева сосуда 4 обеспечивается помешиванием воды мешалкой 5. Под отверстие устанавливается мерная колба 9.

       При подготовке прибора к опыту с внутреннего сосуда снимают крышку и при закрытом отверстии в него наливают исследуемую жидкость так, чтобы её свободная поверхность касалась трех штырей 7, припаянных к стенкам сосуда, при этом обеспечивается вертикальное положение оси прибора. Регулировочные винты расположены на подставке 8.

Порядок выполнения работы.

  1. Собрать и установить прибор вертикально.
  2. Вставить запорный стержень 2 в отверстие трубки 10.
  3. Налить в сосуд 4 около 0,4 л исследуемой жидкости.
  4. Налить около 0,5 л воды в сосуд 6.
  5. Подогреть исследуемую жидкость до заданных значений температуры.
  6. Поднять запорный стержень, одновременно запустив секундомер.
  7. Наблюдать за стекающей струйкой, направляя её по стенке расширенной части мерной колбы во избежание ценообразования.
  8. Остановить секундомер в момент достижения уровнем жидкости отметки 200 см’ мерной колбы и записать время истечения. Чтобы исключить случайные ошибки в процессе измерений, для каждой температуры опыт следует повторить три раза, а затем по полученным значениям времени истечения определить его среднюю арифметическую величину.

Формулы и данные для вычислений.

Среднее арифметическое время истечения исследуемой жидкости из вискозиметра:

где:  - время истечения жидкости при i - м замере; n - число замеров, (n = 3).

Условная вязкость ВУ жидкости при заданной температуре вычисляется по формуле (1.3), где  = 52 с.

Кинематический коэффициент вязкости исследуемой жидкости рассчитывается но эмпирической формуле (1.4).

Опытные и расчетные величины

№ опыта

№ измерения

Жидкость

Θ,

, с

, с

ВУ

1

1

масло

24

320

320

6,15

2

1

масло

35

223

223

4,29

3

1

масло

43

180

180

3,46

4

1

масло

53

113

113

2,17

Физическая задача при получении теоретической зависимости кинематического коэффициента вязкости состоит в получении результатов времени истечения жидкости при различных температурах исследуемой жидкости

При увеличении ВУ в 4 раза при 35, значение ν изменится, согласно формуле (1.4):

в 8.3 раза.

Вывод:

С помощью вискозиметра был определён коэффициент кинематической вязкости исследуемой жидкости – масла, увеличивающийся, с повышением температуры.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

22042. Методы защиты синхронных потоков 113 KB
  Доступа MFS Основной DATA in прием трибов DATA менеджер полезной 3 3 3 нагрузки CLK MFS DATA CLK CLK Блок каналов MFS MFS Агрегатный out доступа...
22043. Технические характеристики оборудования SDH 32 KB
  Всё разнообразие выпускаемого оборудования для SDH сетей можно разбить на 5 основных групп: синхронные мультиплексоры SMUX или SM; оборудование линейных трактов SL; синхронные кросскоммутаторы SXC; синхронное радиорелейное оборудование SR; системы управления оборудованием SDH с самым разным названием. Обобщим некоторые термины касающиеся технических характеристик оборудования SDH. Трибные каналы доступа это интерфейсы для подключения PDH и SDH потоков.
22044. Основные понятия и определения 99 KB
  Линии передачи линии связи это воздушные провода скрученные пары проводников собранные в многожильный кабель коаксиальные кабели оптоволоконные линии волноводы воздушная и космическая среда т. это среда передачи сигнала. Чтобы соединить между собой для передачи сообщений два или более абонента или их абонентские устройства помимо линии передачи нужны ещё многие дополнительные устройства. Такая совокупность технических средств и среды распространения образуют КАНАЛ ПЕРЕДАЧИ КАНАЛ СВЯЗИ сигнала от источника к получателю.
22045. Радиорелейные системы передачи. 175 KB
  облучатель в фокусе плоское зеркало парабола фидер облучающая парабола Радиооборудование ПРМ ПРД Радиооборудование Оборудование состоящее из передатчика приемника и антенны называют радиорелейной станцией РРС....
22046. Системы с ЧРК 1.71 MB
  Электрические сигналы при передаче от одного абонента к другому проходит через нелинейные преобразователи усилители промежуточные линейные от понятия линии связи усилители усилители регенераторы узловые АТС линии связи. А это в свою очередь приводит к стандартным длинам участков линии связи через которые необходимо ставить линейные усилители регенераторы восстанавливающие сигнал и необходимое превышение его уровня над шумами. Затухание в линии связи всегда растёт с ростом частоты сигнала. Рекомендуется использовать линии...
22047. Структура многоканальной системы передачи с ЧРК 53 KB
  ГРУППОБРАЗОВАНИЕ уплотнение каналов в системе с ЧРК носит иерархический характер. На основе каналов ТЧ с рассмотренными выше характеристиками строятся следующие групповые каналы тракты: Наименование группы каналов Диапазон занимаемых частот кГц Число каналов ТЧ Число объединяемых групп Предварительная группа ПрГ Первичная группа ПГ Вторичная группа ВГ Третичная группа ТГ Четверичная группа ЧГ 1224 60108 312552 8122044 851612388 3 12 60 300 900 используется редко 4 ПрГ 5 ПГ 5 ВТ 3 ТГ Совокупность устройств...
22048. Одно и двухнаправленные системы передачи 222 KB
  Для компенсации потерь и коррекции фазочастотных искажений сигнала через определенные расстояния в линию включаются линейные усилители. Схемы включения дифференциальных трансформаторов Основное назначение РУ обеспечить передачу сигнала в направлении клемм от 11 к 33 с малыми потерями и прием сигнала с клемм 44 к 11. Конечная величина затухания a43 приводит к тому что часть сигнала из передающей пары проводников переходит в приемные проводники действие на ближнем конце. Неполное согласование РУ на дальнем конце...
22049. Шумы в линии передачи. Расчёт длины усилительного участка. 100.5 KB
  Для такой ЭГЦ средняя за час псофометрическая мощность помехи WЭ10000 пВт или пВт 1 км для международных пВт.23LЭ и тогда Мощности различных видов шумов определяются по следующим формулам: Мощность собственных шумов тепловые шумы линии элементов схем флуктуации электропроводности дробовые шумы электронных приборов и т. Увеличивать длину l усилительного участка по сравнению с нормами МККТТ можно либо увеличивая мощность полезного сигнала но не допуская увеличения нелинейных шумов уменьшая собственные шумы усилителей новая...
22050. Формирование групповых сигналов в системах с ЧРК 173 KB
  Итого любой канал ТЧ в системе с ЧРК может иметь полосу f=4 кГц. Общая ширина должна быть F1= 12f=48 кГц это абсолютная ширина спектра первичной группы. Значит после преобразования НЧ спектра с полосой F1=48 кГц вверх по частоте нижняя граница нового спектра должна быть выше второй гармоники от 48 кГц.