3 испытуемой жидкости ко времени истечения  в 200 см



жүктеу 72.23 Kb.
Дата23.07.2016
өлшемі72.23 Kb.
В отверстие латунной цилиндрической трубки вставляется платиновый насадок 5 диаметром 2,8 мм, служащий для выпуска исследуемой жидкости из сосуда 2. Отверстие насадка 5 закрывается специальным стерженьком 3.

Вискозиметр Энглера укомплектован специальным треножником, на котором смонтирован электронагреваьель 6 для подогрева воды и исследуемой жидкости.

В сосуд 2 наливают испытуемую жидкость, подогревают ее до заданной температуры, а затем выпускают через насадок. Отношение времени истечения
200 см3 испытуемой жидкости ко времени истечения в 200 см3 дистиллированной воды при температуре 20 0С называется градусом Энглера 0E

. (6)

Для перехода от условной вязкости, выраженной в градусах Энглера, к кинематическому коэффициенту вязкости (см2 / с) можно пользоваться эмпирической формулой



. (7)

порядок выполнения работы



  1. Закрыть отверстие платинового насадка 5 стерженьком 3 и налить в сосуд 2 исследуемую жидкость в количестве 200 см3.

  2. С помощью электронагревателя 6 и водяной ванны 1 поддерживать в сосуде 2 необходимую температуру, контролируемую термометрами 4.

  3. При достижении заданной температуры открыть отверстие насадка 5 и определить время  истечения 200 см3 исследуемой жидкости. Опыты провести при следующих пяти значениях температуры: комнатной; 30 0С;
    40 0С; 50 0С; и 60 0С.

  4. После проведения последнего опыта жидкость слить в соответствующий сосуд и протереть насухо вискозиметр. Время в истечения 200 см3 дистиллированной воды при температуре 20 0С принять равным 54 с.

Обработка опытных данных

  1. Вычислить градус Энглера 0Е i (i = 1, 2, 3, 4, 5) для каждого проделанного опыта по формуле (6).

  2. Определить кинематический коэффициент вязкости  i (i = 1, 2, 3, 4, 5) по эмпирической формуле Убеллоде (7).

  3. Определить динамический коэффициент вязкости  i (i = 1, 2, 3, 4, 5) по формуле (3).

  4. Построить график зависимости от t и сравнить полученные числовые значения с известными.

  5. Результаты измерений и вычислений свести в таблицу.

ЦЕЛЬ РАБОТЫ



Цель работы: экспериментальное определение кинематического коэффициента вязкости  масла при различной температуре t; построение по опытным данным графика зависимости .

При движении отдельных слоев жидкости относительно друг друга между ними возникают силы сопротивления (вязкости, внутреннего трения). Механизм возникновения силы сопротивления можно представить следующим образом (рис. 1). Слой жидкости, прилегающей к пластине, прилипает к ней и движется вместе с пластиной со скоростью . Вследствие молекулярных связей прилипший слой жидкости увлекает за собой следующий слой и т.д.




Р и с. 1. Схема слоистого движения жидкости
Поскольку нижний слой прилипает к неподвижной пластине, то его скорость равна нулю. Таким образом, в жидкости возникает слоистое движение с некоторым распределением скоростей по нормали n. В рассматриваемом случае распределение скоростей линейное.

Ньютон указал на те параметры, от которых зависит величина силы внутреннего трения. Для рассматриваемого слоистого движения



, (1)

где - динамический коэффициент вязкости; S - площадь поперечного сечения слоев; - градиент скорости (показатель интенсивности изменения величины скорости по нормали к ее направлению). Знак в формуле (1) определяется значением градиента скорости так, чтобы величина была положительной.

Сила вязкости, приходящаяся на единицу площади поверхности раздела двух слоев, или вязкостное (касательное) напряжение равна

. (2)

Поскольку всякое трение сопровождается потерей энергии, то и при движении вязкой жидкости неизбежно теряется часть ее механической энергии.


Особенно сильно влияние сил внутреннего трения проявляется вблизи обтекаемых твердых поверхностей, где градиент скорости, а следовательно, и касательное напряжение имеют наибольшую величину.

Динамический коэффициент вязкости является основной количественной характеристикой вязкости среды. Единицами измерения служат: в системе СИ -


Нс/ м2 (Пас); в системе СГС - г / (смс) или пуаз (П); в технической системе -
кгсс /м2.

Наряду с динамическим коэффициентом вязкости в практических расчетах широко используют кинематический коэффициент вязкости , определяемый соотношением



, (3)

где - плотность жидкости. Единицами измерения кинематического коэффициента вязкости являются м2 / с и см2 / с (стокс).

Вязкость жидкостей сильно зависит от температуры (рис. 2). Вязкость капельных жидкостей с возрастанием температуры уменьшается, а газов - возрастает; объясняется это их различным молекулярным строением. Вязкость капельных жидкостей от давления зависит очень слабо, и в гидравлических расчетах эта зависимость не учитывается.

Р и с. 2. График зависимости кинематического коэффициента вязкости воздуха (сплошная линия), воды (точки) и машинного масла (квадратики) от температуры

Для воды Пуазейлем была установлена следующая зависимость динамического коэффициента вязкости от температуры

, (4)

где и  - динамические коэффициенты вязкости при температурах 0 0С и t 0C соответственно.

Для воздуха можно пользоваться формулой

(5)

В табл. 2 и 3 приложения приведены значения коэффициентов вязкости некоторых жидкостей и газов при разных температурах.

Жидкость, обладающая абсолютной текучестью, т. е. лишенная вязкости, является идеальной. В ней . В покоящейся реальной жидкости касательные напряжения также отсутствуют .

Коэффициенты вязкости определяются опытным путем при помощи приборов, называемых вискозиметрами. Существует большое число вискозиметров, различных по принципу действия, устройству и точности. Для определения вязкости капельных жидкостей широкое распространение получил вискозиметр Энглера.

Описание опытной установки

Вискозиметр Энглера (рис. 3) состоит из металлического сосуда 2, помещенного в водяную ванну 1. Сосуд 2 имеет сферическое дно с припаянной к нему латунной цилиндрической трубкой.



Р и с. 3. Схема лабораторной установки










Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение

высшего профессионального образования
САМАРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ

ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ






Кафедра «Теоретические основы теплотехники и гидромеханика»

Определение вязкости жидкости

вискозиметром Энглера
Методические указания

к лабораторной работе № 2

Самара 2006

Составители: Л.И. БАБЕНКОВА, В.А.КУДИНОВ

УДК 536.24 (07).

Определение вязкости жидкости вискозиметром Энглера: Метод. указ. к лаб. работе № 2. / Самар. гос. техн. ун-т; Сост. Л.И.Бабенкова, В.А.Кудинов,. Самара, 2006. 5 с.
Методические указания предназначены для студентов спец. 1005, 1007,

1008 и других родственных специальностей при выполнении ими лабораторных

работ по курсу «Гидромеханика».
Ил. 3. Табл. 1.

Печатается по решению редакционно-издательского совета СамГТУ




№№

п/п


t,

0C

в,

с


,

с


0Е

,

м2



,

Пас






















КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ




  1. Что такое вязкость?

  2. Назовите единицы измерения коэффициента вязкости. Какова их размерность?

  3. Что такое градус Энглера?


Определение вязкости жидкости вискозиметром Энглера
Составители: БАБЕНКОВА Лидия Ивановна,

КУДИНОВ Василий Александрович

Редактор В. Ф. Е л и с е е в а

Технический редактор Г. Н. Ш а н ь к о в а

Подп. в печать 15,05.00. Формат 60х84 1/16. Бум. типогр. № 1. Печать офсетная.

Усл. п. л. 0,23 . Усл. кр.-отт. 0,23. Уч-изд. л. 0,15. Тираж 50. С.- 135 .


Самарский государственный технический университет

443010. Самара, ул. Галактионовская, 141




4 1


©dereksiz.org 2016
әкімшілігінің қараңыз

    Басты бет