Опис приладів і методика вимірювання

На практиці в'язкість вимірюється різними методами, зокрема методом протікання рідин через капіляри. Він ґрунтується на використанні рівняння Пуазейля

(2)

де V – об'єм рідини, що протекла за час t через капіляр радіусом r і довжиною l, D p – різниця тисків на кінцях капіляра. Рівняння (2) дійсне для ламінарної течії за значного часу протікання рідини (100 с і більше).

Визначивши в процесі досліду об'єм та інші величини, що входять у рівняння Пуазейля (2), можна обчисливши коефіцієнт в'язкості рідини.

Прилад для вимірювання в'язкості рідин – капілярний віскозиметр ВПЖ-1 (рис. 3) – складається з вимірювального резервуара 1, який обмежений двома кільцевими позначками М₁ і М₂. Резервуар 1 переходить у капіляр 2 і резервуар 3, з'єднаний із зігнутою трубкою і трубкою 4.

Нижня частина трубки 5 завершується резервуаром 6, на якому нанесено дві позначки М₃ і М₄. Досліджувану рідину заливають у чистий віскозиметр через трубку 5 так, щоб її рівень опинився між позначками М₃ і М₄. Кінець трубки 8 за допомогою гумової трубки та триходового крана 9 з'єднаний з ґумовою грушею. На кінець трубки 4 насаджена гумова трубка з краном 7. Досліджувана рідина за допомогою ґумової груші втягується по капілярі 2 з резервуара 3 в резервуар 1. Під час досліду рідина з резервуару 1 по капіляру 2 стікає в резервуар 3 під дією сили тяжіння. Якщо рідина витікає тільки під впливом власної ваги, то різниця тисків на кінцях капіляра D p дорівнює гідростатичному тискові D p = r gh, де r – густина рідини, g – прискорення вільного падіння, h – висота води в капілярі.

Підставивши значення D p у (2), отримаємо

звідки

і відповідно

(3)

Для даного віскозиметра ВПЖ-1 під час протікання одного й того ж об'єму V рідини величина є сталою і вказана на приладі. З урахуванням цього формула (3) набуде вигляду

n = C t, (4)

де t – час протікання рідини через капіляр.

З формули (4) бачимо, що час витікання рідини прямо пропорційний кінематичній в'язкості. Вираз (4) є робочою формулою для визначення кінематичної в'язкості за допомогою капілярного віскозиметра ВПЖ-1.

Знаючи кінематичну в'язкість n і діаметр капіляра d, можна визначити критичну швидкість потоку рідини в цьому капілярі за формулою

(5)

Дата добавления: 2014-12-10