Лабораторная работа n1

Тольяттинский государственный университет

Кафедра “Энергетические машины и системы управления ”

Лабораторная работа N1

“Определение вязкости жидкости

вискозиметром Энглера”

Студент: Емельянова А.О.

Группа: ЭРТб-1101

Преподаватель: Сайриддинов С.Ш.

Тольятти 2013 г.

1. Цель работы:

Приобретение навыков экспериментального определения вязкости исследуемой жидкости при помощи вискозиметра Энглера.

2. Формулы для расчета:

Подтвержденной экспериментальными исследованиями, касательное напряжение трения в жидкости определяется зависимостью:

(1.1)

где μ – коэффициент динамической вязкости;

- градиент скорости.

.

Для чистой пресной воды зависимость μ от температуры t определяется по формуле Пуазейля:

μ_воды = 0,0179/(1+0,0368t+0,000221t²) .(1.2)

Для воздуха применяется формула Милликена:

μ_возд = 1,745 ·10^-6 + 5,03 · 10^-9 .(1.3)

Динамическая вязкость измеряется в Па·с [СИ]:

1 Па·с = 0,102 кгс·с/м = 10 г/(c·см) = 10 П (Пуаз) .

Кроме динамической вязкости μ в гидравлике применяется кинематический коэффициент вязкости ν:

(1.4)

где ρ–плотность жидкости.

Кинематическая вязкость измеряется в м²/c:

1 м²/c = 1 · 10⁴ см²/c = 1 · 10⁴ Cт (Стокс) .

На практике вязкость жидкостей определяется вискозиметрами. Наибольшее распространение получил вискозиметр Энглера. При определении ν, см²/с, можно пользоваться формулой:

ν = (0,0731ºЭ – 0,0631/ºЭ),(1.5)

где ºЭ – градусы Энглера;

ºЭ = τ₁/τ₂ ,(1.6)

где τ₁ – время истечения заданного объема испытуемой жидкости;

τ₂ – время истечения эталонной жидкости (дистиллированная вода).

3.Описание лабораторной установки:

Вискозиметр Энглера (рис.1.2) состоит из металлического цилиндра 1, имеющего цилиндрическое дно с отверстием. Отверстие закрывается стержнем. При исследовании зависимости и изменения вязкости жидкости от температуры цилиндр помещают в водяную ванну 3 с регулируемым подогревом воды, 4 – электронагреватель, 5 – мерный стакан.

Рис. 1.2. Вискозиметр Энглера

№ опыта

жидкость

время

Среднее

температура

Плотность

вязкос

ть испытуемой

жидкости

истечения

Время

t, c

Р, г/см3

Э

Т,с

Тср,с

см2/с

стокс

санти стокс

м2/с

г/с*см

пуаз

Па*с

Х.в

+18

998.6

1.047

0.016

0.016

0.016*10

0.0016

.3

+18

Таблица:

1. Контрольные вопросы:

1. От чего зависит величина силы трения при движении жидкости?

При движении реальной жидкости между ее отдельными слоями возникают внутренние силы, величина которых зависит от вида жидкости и характера распределения скоростей между слоями.

2. Что называется вязкостью жидкости?

Вязкость жидкости— свойство жидкости оказывать сопротивление сдвигу или относительному перемещению ее слоев.

3. Что такое градиент скорости сдвига?

Количественно величина различий в скорости движения слоев жидкости характеризуется градиентом скорости dv/dx, называемым также скоростью сдвига

4. Какие коэффициенты вязкости вы знаете, как они определяются?

μ – коэффициент динамической вязкости Па•с [СИ]:

кинематический коэффициент вязкости ν: м2/c:

5. Как изменяется вязкость жидкостей и газов с изменением температуры и давления?

C увеличением температуры вязкость капельных жидкостей уменьшается, а газов увеличивается, что объясняется различным молекулярным строением жидкостей и газов

6. Чем объясняется наличие вязкости в жидкостях и газах?

В капельных жидкостях вызывается силами молекулярного сцепления, которое уменьшается с увеличением температуры. В газах вязкость обусловлена беспорядочным тепловым движением молекул, интенсивность которого увеличивается с температурой, что приводит к увеличению взаимодействия молекул газа при их столкновении.

7. Кто впервые изобрел вискозиметр?

Жан Леонардо Мари Пуазейль французский физиолог и физик, изобрел визкозиметр и в 1828 году применил его для измерения кровяного давления.

8. Что изучает наука реология?

Реология – наука о деформациях и текучести сплошных сред, обнаруживающих упругие, пластические и вязкие свойства в различных сочетаниях.

9. Какие неньютоновские жидкости вы знаете?

Свойствами неньютоновской жидкости обладают структурированные дисперсные системы (суспензии, эмульсии), растворы и расплавы некоторых полимеров, многие органические жидкости и др. Концентрированный раствор сахара, крахмала.