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

3 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

70496. Приборы электростатической системы 61 KB
  Приборы электростатической системы бывают двух разновидностей: с изменяющейся площадью пластин; с изменяющимся расстоянием между пластинами рис. Приборы с изменяющимся расстоянием между пластинами состоят из двух неподвижных пластин одна из которых при измерениях заряжается...
70497. Приборы ферродинамической системы 90.5 KB
  Схемы включения определяются видами измеряемых величин и аналогичны включению амперметра вольтметра и ваттметра электродинамической системы. Приборы ферродинамической системы используют для измерений в цепях переменного тока в качестве ваттметров частотомеров фазометров...
70498. Приборы электродинамической системы 80.5 KB
  На оси прибора жестко закреплены подвижная катушка указательная стрелка с балансными грузиками магнитоиндукционный или воздушный успокоитель и концы двух противодействующих токопроводящих пружин. Перемещение подвижной части прибора происходит в результате взаимодействия магнитных...
70499. Приборы электромагнитной системы 176.5 KB
  Катушки амперметров наматывают медным проводом диаметром 0,6 мм и более. Приборы для измерения силы тока до 5 А имеют обмотку из 40 - 50 витков медного провода диаметром до 1 мм. При токе около 250 А катушку выполняют из медной шины. Катушки вольтметров наматывают медным изолированным проводом...
70500. Приборы магнитоэлектрической системы 143.5 KB
  Приборы магнитоэлектрической системы бывают двух разновидностей: с подвижной рамкой рис. Измерительный механизм приборов магнитоэлектрической системы с подвижной рамкой рис. 2 а состоит из: 1 ─ неподвижного цилиндрического сердечника установленного строго по центру...
70501. Класс точности. Нормирование погрешностей 40 KB
  Класс точности применяется для средств измерений используемых в технических измерениях когда нет необходимости или возможности выделить отдельно систематические и случайные погрешности оценить вклад влияющих величин с помощью дополнительных погрешностей.
70503. Использование марок. Товарный знак 22.52 KB
  Товарный знак обозначение словесное изобразительное комбинированное или иное служащее для индивидуализации товаров юридических лиц или индивидуальных предпринимателей. Законом признаётся исключительное право на товарный знак удостоверяемое свидетельством на товарный знак.
70504. Маркетинговый эксперимент. Панельные исследования 19.13 KB
  Поскольку опросы потребителей или других субъектов проводятся в течение длительного времени от нескольких месяцев и одного года до нескольких лет бывают панели которые называют постоянными то панельные исследования вполне могут называться и наблюдениями о которых...