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

6 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

30763. Бетонирование с использованием химических добавок 15.91 KB
  вва введённые в бетон ускоряют процесс твердения в начальный период выдерживания бетона. За счет ускорения твердения бетона можно снизить расход цемента пара увеличить оборачиваемость форм. Такие добавки как хлорид кальция хлориднитритнитрат кальция хлорид алюминия сульфат натрия при естественном твердении бетона при положительной температуре увеличивают скорость набора прочности в 3–4 раза что позволяет через 24 часа с момента окончания формования получать бетон с 50–60 отпускной прочностью. Применение бетонов с противоморозными...
30764. Состав и структура комплексного процесса монтажа сборных конструкций 15.4 KB
  Монтаж – совокупность технологических процессов связанных с доставкой конструктивных элементов установкой и закреплением. Процессы: Подготовительные: А доставка и складирование Б укрупнительная сборка В подготовка конструкции к монтажу Основные : А подготовка места установки Б строповка В подъём и установка в проектное положение Г временное закрепление Двыверка Е окончательное закрепление Методы монтажа техническое решение определяющее способ возведения конструкции и последующей сборки: По степени укрупнения: А поэлементный –...
30765. Транспортирование сборных конструкций в монтажную зону. Приём сборных конструкций на объекте 14.84 KB
  транспортирование сборных конструкций в монтажную зону. Приём сборных конструкций на объекте. Доставка сборных конструкций на строительный объект может осуществляться: водным железнодорожным автомобильным транспортом. Доставка конструкций на объекты удаленные от транспортных магистралей может применяться с помощью вертолетов.
30766. Складирование и хранение сборных конструкций 14.9 KB
  Складирование и хранение сборных конструкций. В зависимости от принятой организации монтажных работ складирование сборных конструкций может осуществляться на промежуточной площадке или непосредственно у монтируемого объекта в зоне действия монтажного крана. На промежуточный склад обычно доставляют металлоконструкции когда площадку этого склада используют для укрупнительной сборки конструкций. Площадь складов строительных конструкций состоит из грузовой площадки занятой конструкциями и оперативной занятой проходами проездами местами...
30767. Подготовка строительных конструкций к монтажу. Монтажная оснастка 15.46 KB
  Подготовка строительных конструкций к монтажу. При подготовке к монтажу железобетонных конструкций внешним осмотром проверяют нет ли на них сколов бетона и трещин исправны ли монтажные петли. При подготовке к монтажу стальных конструкций также проверяют их состояние и геометрические размеры. Если отклонения элементов конструкций от проектных форм и геометрических размеров превышают нормы допустимые СНиП Несущие и ограждающие конструкции конструкции монтировать не разрешается.
30768. Основные монтажные процессы 14.75 KB
  1 подготовка элемента к монтажу 2 строповка – крепление к крюку крана 3 подъём перемещение установка в проектное положение 4временное закрепление 5выверка 6окончательное закрепление Подготовка конструкции к монтажу: проверка состояния нанесение осевых рисок на конструкцию и на место установки обустройство конструкции монтажной оснасткой закрепление расчалок распорок навесных лестниц оттяжек монтажное усиление конструкции укрупнительная сборка на земле сооружается блок из отдельных конструктивных элементов уменьшает...
30769. Укрупнительная сборка конструкции. Классификация монтажа по степени укрупнения 14.69 KB
  Укрупнительную сборку конструкций выполняют: на заводеизготовителе когда разделение элементов на блоки вызвано условиями изготовления в целях лучшего использования оборудования или повышения производительности труда; на строительной площадке если целесообразно собрать монтажный блок из нескольких элементов до подъема и полнее использовать грузоподъемность монтажного механизма. Сборке подлежат: стальные фермы больших пролетов поступающие на монтаж в виде двух полуферм; железобетонные и стальные колонны разделенные по высоте на несколько...
30770. Приспособления для выверки и временного закрепления конструкций 14.96 KB
  Приспособления для выверки и временного закрепления конструкций. При монтаже стальных и железобетонных конструкций используют приспособления позволяющие временно удерживать установленный на место элемент и регулировать его положение при выверке и приведении в проектное положение. Одиночные приспособления предназначены для удержания одного элемента групповые одного элемента или нескольких. Расчалки гибкие из канатов монтажные приспособления работающие только на растяжение.
30771. Основные способы строповки конструкций при монтаже. Грузозахватные приспособления 14.25 KB
  Основные способы строповки конструкций при монтаже. Строповка конструкций. Строповкой называют захват конструкций канатом стропом подвешенным к крюку монтажного крана для подъема и установки их в проектное положение. Конструкции стропуют в местах указанных в проекте и обеспечивают подачу конструкций к месту установки в положении соответствующем проекту.