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

49873. Расчет полосового активного фильтра первого порядка 502.5 KB
  Цель работы: изучить основные принципы работы полосового активного фильтра первого порядка. Провести расчет нестабильности параметров полосового фильтра в зависимости от нестабильности параметров элементов схемы. При объединении фильтра низких и фильтра высоких частот получается полосовой фильтр пропускающий сигналы в диапазоне частот от до ; Его схема и ЛАЧХ на Рис.
49875. Усилитель звуковой частоты 3.16 MB
  ВЫБОР ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ. РАСЧЕТ АЧХ УСИЛИТЕЛЯ. По номинальному входному напряжению 100 мВ и внутреннему сопротивлению источника сигнала 700 Ом можно предположить что источником сигнала для данного усилителя является микрофон. ВЫБОР ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ.
49877. Усилитель звуковой частоты. Расчет АЧХ усилителя 3.16 MB
  ВЫБОР ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ. РАСЧЕТ АЧХ УСИЛИТЕЛЯ. По номинальному входному напряжению 20 мВ и внутреннему сопротивлению источника сигнала 250 Ом можно предположить что источником сигнала для данного усилителя является микрофон. ВЫБОР ОБОСНОВАНИЕ И РАСЧЕТ СТРУКТУРНОЙ СХЕМЫ УСИЛИТЕЛЯ.
49879. Применение нейронных сетей при оценке платежеспособности заемщика банка Драгоценности Урала 1.99 MB
  Искусственные нейронные сети. Нейросети в финансах и банковском деле Нейронные сети и нейрокомпьютеры это одно из направлений компьютерной индустрии в основе которого лежит идея создания искусственных интеллектуальных устройств по образу и подобию человеческого мозга. Искусственный нейронные сети в значительной мере заимствуют принципы работы головного мозга.
49880. Исследование моделей представления знаний и разработка прототипа экспертной системы поддержки принятия решений для предметной области управления сборкой двигателей внутреннего сгорания 3.43 MB
  Укомплектовать объект: ДВС субъект: УСД компоненты: Комплектующие Узел поддействия: условия активизации: Комплектующие Объеденены = flse Узел У_Находится_в = Склад готовой продукции результат: УСД Укомплектован ДВС = истина Комплектующие Объеденены = true Комплектующие Объеденены ДВС = истина ДВС Укомплектован = true Узел Объеденен Узел = истина Узел У_Укомплектованность = Продукт действие верхнего уровня: 1.2 Упаковать объект: Готовый_продукт субъект: УСД компоненты: Коробка ДВС поддействия: условия активизации: УСД...
49881. Cинтез и анализ цифрового фильтра 1.09 MB
  Дискретная обработка аналогового сигнала. Математическая модель сигнала. Расчёт спектральной плотности сигнала. Дискретизация сигнала.