Определение вязкости жидкости. Построение графиков зависимости вязкости жидкости от ВУ и от t

Министерство образования  Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный горный институт им. Г.В. Плеханова

(технический университет)

Кафедра рудничных стационарных установок

Отчет по лабораторной работе №1

	Гидромеханика

 

По дисциплине  __________________________________________________________

^{(наименование учебной дисциплины согласно учебному плану)}

Тема: Определение вязкости жидкости

Цветкова Э.Э.

Автор: студент гр.       ГГ-01                   _________                    /_______________/

                                                                       ^{(подпись)                                  (Ф.И.О.)}

ОЦЕНКА:     _____________

Дата: ___________________

 

ПРОВЕРИЛ

_______                    /Кабанов М.Л./

                                                       ^{(должность)                        (подпись)                                  ( Ф. И. О. )}

 

                                                                           

Санкт-Петербург

2003

1.Теоретические положения

Вязкостью называется свойства жидкости или газа обладать внутренним трением. Вязкость характерезуется  динамическим коэффициентом вязкости, входящим в качестве физической константы в формулу закона Ньютона- основного закона внутреннего трения в жидкостях и газах:

                           (1)

Где касательное напряжение внутреннего трения; - скорость движения жидкости; n- нормаль к вектору скорости.

Коэффициент вязкости  измеряется в паскаль - секундах (Па*с), т.е. ньютон-секундах на метр квадратный ( Н*с/м² ) в единицах СИ, или в пуазах ( дин*с/см² ) в физической системе единиц. Кинематический коэффициент вязкости:

                                   (2)

(здесь -плотность жидкости) измеряемое в квадратных метрах на секунду (м²/с) в единицах СИ и в стоксах (см²/с) в физической системе единиц.

Вязкость флюидов зависит от температуры: с ее 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),

ВУ=                        (3)

где  t – время истечения из вискозиметра Энглера 200см² исследуемой жидкости при заданной температуре; - водное число (время истечения из данного вискозиметра 200см² дистиллированной воды при температуре 20⁰С).

Для перевода градуса ВУ в квадратный метр на секунду применяют эмпирическую формулу:

                            (4)

2.Описание установки

Вискозиметр Энглера (см. рисунок 1) состоит из двух вставленных друг в друга сосудов 4 и 6, установленных на подставке 8. В днище обоих сосудов просверлены отверстия, в которые вставлена и закреплена трубка 10 с калиброванным диаметром, ее отверстие перед опытом закрыто стержнем 2. Эта трубка выполняет роль насадка для внутреннего сосуда 4, из которого вытекает исследуемая жидкость.

Пространство между сосудами заполняется водой, подогрев которой позволяет установить температуру исследуемой жидкости, контролируемую термометром 3, вставленного в отверстие крышки внутри сосуда. Температура воды в наружном сосуде контролируется термометром 1). Равномерность подогрева сосуда 4 обеспечивается помешиванием воды мешалкой 5. Под отверстием устанавливается мерная колба 9.

При подготовке прибора к опыту с внутреннего сосуда снимается крышка и при закрытом отверстии в него наливается исследуемая жидкость так,  чтобы ее свободная поверхность касалась трех штырей 7, припаянных к стенке сосуда, при этом обеспечивается вертикальное положение оси прибора. Регулировочные винты расположены на подставке 8.

Рис. 1

3. Обработка результатов измерений

Условная вязкость ВУ жидкостей при заданной температуре вычисляется по формуле 3, где t₀=50c.

Кинематический коэффициент вязкости исследуемой жидкости рассчитывается по эмпирической формуле 4.

Таблица.1 Опытные и расчетные величины

номер опыта	номер изм.	жидкость	q,с	q,с	ti,с	tср,с	ВУ	ВУ	v,м2/с	v,м2/с
1	1	Масло	20	20	644	621	12,88	12,42	0,0000937	0,0000903
	2		20		600		12		0,0000871
	3		20		620		12,40		0,0000901
2	1		50	50	120	113	2,4	2,4	0,0000149	0,0000149
	2		55	55	113		2,26	2,19	0,0000137	0,0000131
	3		55		106		2,12		0,0000125

Вывод: в процессе выполнения лабораторной работы была определена условная вязкость ВУ, а также по формуле (4) был определен кинематический коэффициент вязкости . Были построены графики зависимости  от ВУ и от t.