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

4 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

75367. ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ ОЦІНЮВАННЯ ПОТЕНЦІАЛУ ПІДПРИЄМСТВА 142 KB
  Визначити вартість основних виробничих фондів і оборотних фондів досить легко але дати вартісну оцінку трудових ресурсів можна лише непрямим шляхом і з достатнім ступенем умовності що посилюється ще і тим що для живої праці визначальне значення мають її якісні характеристики. Поняття вартості та її модифікації Вартість – це гроші чи грошовий еквівалент який покупець готовий обміняти на якийнебудь предмет чи обєкт. Вартість – це міра того скільки гіпотетичний покупець готовий заплатити за оцінювану вартість. Витрати впливають на ринкову...
75368. Розвиток підприємства: зміст, сучасні концепції та передумови 831 KB
  Розвиток підприємства: зміст сучасні концепції та передумови Поняття економічного розвитку підприємства Підприємницька діяльність передбачає динамічність розвиток і зростання. Його джерелами для підприємства виступають вміння максимально задіяти внутрішні ресурси наявність добре розвинених видів діяльності та ринків збуту постійний процес розробки та впровадження інновацій здатність швидко реагувати на зміни на ринку і використовувати надані можливості. Економічне зростання підприємства розглядають насамперед як необхідну умову...
75370. ПАССИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ УСТРОЙСТВ 700.5 KB
  Широкополосный разветвитель или же разветвитель нечувствительный к длине волны устройство работающее в двух окнах прозрачности: 1310 и 1550 нм. Другими словами вносимые потери должны быть одинаковы для любой длины волны в одном из окон. Мультиплексоры-демультиплексоры с разделением по длине волны устройства ветвления формально ничем не отличающиеся от разветвителей.
75371. Обзор нелинейных оптических эффектов в стеклянном волокне 408.5 KB
  Четырехволновое смешение Для тех кто пришел из радиосвязи или беспроводной радиосвязи четырехволновое смешение ЧВС напоминает нам продукты третьего порядка. ЧВС заявляет о себе появлением побочных сигналов некоторые из которых могут соответствовать частотам рабочих каналов.5 ЧВС может возникать даже в одноканальных системах между рабочим сигналом и составляющими SE ОУ а также между основной и боковыми модами. Две оптических волны распространяющиеся вдоль волокна генерируют ЧВС с высокой степенью эффективности если согласуются...
75372. Интерферометр Майкельсона 476.5 KB
  Время измерения определяется только пропускной способностью электронного тракта и может составлять сотые доли микросекунды скорость счета полос 100 МГц что соответствует скорости приращения L 16 м с. Минимальную погрешность измерения расстояния определяет дискрета счета. Частота частотной модуляции аналогично частоте фазовой модуляции ограничивает время измерения. Тогда время однократного измерения фазы определяется временем задержки фазоизмерительного устройства и составляет для современных ЛИС около 10 мкс.
75373. ЭФФЕКТ САНЬЯКА 371 KB
  Эффект Саньяка является следствием релятивистского закона сложения скоростей: линейной скорости вращения интерферометра и фазовых скоростей встречных волн. В случае использования встречных электромагнитных волн с длиной волны  различие времен распространения Т приводит к появлению разности фаз : . 2 Если все элементы интерферометра расположены на вращающейся платформе разность фаз встречных волн не зависит от показателя преломления и дисперсии среды в которой они распространяются....
75374. .КОЛЬЦЕВЫЕ ЛАЗЕРНЫЕ ГИРОСКОПЫ 3.27 MB
  Чтобы измерять малые угловые скорости, используют частотную подставку. С помощью виброподвеса 10 возбуждаются угловые колебания кольцевого лазера относительно корпуса ЛГ.
75375. ЛАЗЕРНЫЕ ДОПЛЕРОВСКИЕ ИЗМЕРИТЕЛИ СКОРОСТИ 58.5 KB
  В соответствии с 2 относительная методическая погрешность измерения путевой скорости по разности частот. Принципиальная схема лазерного доплеровского измерителя скорости ЛДИС с опорным лучом Расщепитель пучка Лазерный пучок Рассеянное излучение частота Требования к лазеру: Минимальное поглощение и рассеяние излучения лазера в атмосфере включая...