Определение вязкости жидкости методом Стокса

Для определения вязкости жидкости используется цилиндрический сосуд C, наполненный исследуемой жидкостью (рисунок 7).

Рис.7. Лабораторная установка для определения вязкости жидкости методом Стокса.

Шарик бросают в отверстие крышки сосуда. Первоначально шарик падает в жидкости с некоторым ускорением, и когда сумма силы вязкости и выталкивающей силы становится равной по величине силе тяжести шарика, он начинает двигаться равномерно с постоянной скоростью v. Определяется время прохождения шарика между двумя метками и рассчитывается скорость движения шарика по формуле v=l/t, где l – расстояние между метками на сосуде C. Подставив значение скорости в формулу (16), получим:

. (17)

Время t падения шарика между метками на сосуде определяется с помощью прибора для измерения времени Ч, диаметр шарика (и, соответственно, радиус r) – с помощью микроскопа M с известной ценой деления шкалы окуляра.

Определение числа Рейнольдса, соответствующего переходу от ламинарного течения жидкости к турбулентному

Внешний вид установки для изучения движения воды (жидкости) по трубе изображен на рисунке 8.

Узкая труба T горизонтально вставлена в широкую трубу А, которая заполнена водой до некоторой высоты H. Вода движется по трубе T под действием разности давлений DP, (ρ – плотность воды, g – ускорение свободного падения), которая создается столбом воды высоты H в трубе A.

Рис.8. Схема установки для исследования вида течения воды.

Чтобы обеспечить стационарность течения жидкости по трубе, необходимо поддерживать постоянный уровень воды H в трубе A. Для этого необходимо в точности компенсировать расход воды через трубу T, доливая ее в трубу A из водопроводного крана. В этом случае точной компенсации добиться трудно, поэтому к нижней части трубы A подсоединена резиновая трубка P, верхний конец которой устанавливается на заданной высоте H. Таким образом, резиновая трубка и сосуд A образуют сообщающиеся сосуды и, если поступление воды из водопроводного крана превышает расход воды через трубу T, то избыток воды сливается в воронку E. При этом уровень воды H в трубе A остается постоянным. С помощью специального небольшого троса можно передвигать верхний конец резиновой трубки и воронку E и устанавливать их на заданной высоте, изменяя таким образом разность давлений на концах трубы T.

После достижения постоянного уровня воды в трубе А, т.е. стационарного режима ее течения в трубе Т, необходимо заполнить водой мерный стакан С (объем V которого известен), определяя при этом время заполнения t.