Измерение вязкости капиллярным вискозиметром

Этот метод определения вязкости основан на наблюдении над расходом жидкости, проходящей через калиброванную капиллярную трубку. При ламинарном режиме течения жидкости в капилляре допустимо применять закон продольного внутреннего трения, установленный Ньютоном. Отсутствие влияния стенок на потери напора на трение, которое обусловлено прилипанием жидкости к стенкам капилляра, позволяет исследовать трение жидкости о жидкость, а не жидкости о стенку. Потери напора в этом случае прямо пропорциональны вязкости жидкости и определяются по формуле Пуазейля – Гагена:

h_тр = 32 νlv_ср / gd².

Измеряя прошедшее через капиллярную трубку за время τ количество жидкости W и падение давления (p₁ – p₂) на участке длиной , можно найти кинематическую вязкость жидкости ν по формуле

или ν = Мτ,

где М – постоянная прибора.

В ходе выполнения работы выполнить следующие операции.

1. Перевернуть устройство № 1 (см. рис. 1.1) в вертикальной плоскости и определить секундомером время τ истечения через капилляр объема жидкости между метками (высотой S) из ёмкости вискозиметра 4 и температуру t по термометру 1 (прибора № 1).

2. Вычислить значение коэффициента кинематической вязкости ν = Мτ и сравнить его с табличным значением ν^* (см. табл. 1.1). Данные свести в таблицу 1.5.

Измерение поверхностного натяжения сталагмометром

Этот метод определения поверхностного натяжения жидкости основан на измерении количества капель жидкости, которое получается при опорожнении емкости заданного объёма W через капилляр. В момент отрыва капли жидкости от капилляра сила поверхностного натяжения составляет F = σl (где l – длина линии, ограничивающей поверхность раздела капли и капилляра) равна её весу G = W_кρg (где W_к = W/n – объём капли) или

σl = Wρg/n

откуда

σ = Kρ/n

где K – постоянная прибора.

В ходе работы выполнить следующие операции.

1. Перевернуть устройство № 1 и подсчитать число капель, полученных в сталагмометре 5 из объёма высотой S между двумя метками. Опыт повторить три раза и вычислить среднее арифметическое значение числа капель n.

2. Найти опытное значение коэффициента поверхностного натяжения σ = Kρ/n и сравнить его с табличным значением σ^* (см. табл. 1.1). Данные свести в таблицу 1.6.

Обработка опытных данных. Выполнение расчетов

Данные опытов и расчетов свести в таблицы.

Таблица 1.2

Вид жидкости	r, м	W, м^3	ΔT, ºС	ℓ, м	ΔW,м	,ºС^-1	,ºС^-1
Спирт

 

Таблица 1.3

Вид жидкости	m, кг	d, м	h, м	ρ, кг/м^3	ρ^*, кг/м^3
Вода

 

Таблица 1.4

Вид жидкости	ρ, кг/м^3	τ,с	l, м	d, м	D, м	ρш, кг/м^3	, м^2/с	, м^2/с
М-10					0,02

Таблица 1.5

Вид жидкости	M, м^2/с^2	τ, с	10 , м^2/с	t, ºС	м^2/с
М-10

 

Таблица 1.6

Вид жидкости	K, м^3/с^2	ρ, кг/м^3	n, шт	σ· 10 , Н/м	σ^*· 10 ,Н/м
М-10

Выводы: ____________________________________________________________________
________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИЗМЕРЕНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ

Цель работы: ________________________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Теория вопроса: ______________________________________________________________
__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

а

б

в

Описание опытной установки:

Рис.2. Схема устройства № 2:

1-________________________________________________,

2-________________________________________________,

3-________________________________________________,

4-________________________________________________,

5-________________________________________________,

6-________________________________________________,

7-________________________________________________

Порядок выполнения работы

1. В резервуаре 2 над жидкостью создать давление выше атмосферного (р > р ), о чем свидетельствуют превышение уровня жидкости в пьезометре 3 над уровнем в резервуаре и прямой перепад уровней в мановакуумметре 5 (рис. 2.1 а). Для этого устройство поставить на правую сторону, а затем повернуть его против часовой стрелки на 90º. Снять показания пьезометра h_{п ,} уровнемера Н и мановакуумметра h .

2. Вычислить абсолютное давление на дне резервуара через показания пьезометра, а затем через величины, измеренные уровнемером и мановакуумметром. Для оценки сопоставимости результатов определения давления на дне резервуара двумя путями найти относительную погрешность .

3. Над свободной поверхностью жидкости в резервуаре 2 создать вакуум (р_о<р ), когда уровень жидкости в пьезометре 3 становится ниже, чем в резервуаре, а на мановакуумметре 5 появляется обратный перепад h_в (рис.2.1 б). Для этого поставить устройство на левую сторону, а затем наклоном вправо отлить часть жидкости из резервуара 2 в левое колено мановакуумметра 5. Далее выполнить операции по п.п. 2 и 3.

4. Повернуть устройство против часовой стрелки на угол 180 º (рис 2.1 в) и определить манометрическое или вакуумметрическое давление в заданной преподавателем точке С через показания h мановакуумметра 5, а затем с целью проверки найти его через показания обратного пьезометра 3 и уровнемера 4.

В процессе проведения опытов и обработки экспериментальных данных заполнить таблицу 2.1.