Студопедия

КАТЕГОРИИ:


Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748)

Порядок виконання роботи. Віскозиметр (рис. 2) складається із вимірювального резервуара 1, який обмежується двома кільцевими мітками М1 і М2




Опис установки

Віскозиметр (рис. 2) складається із вимірювального резервуара 1, який обмежується двома кільцевими мітками М1 і М2. Резервуар переходить у капіляр 2, трубку 4 і резервуар 3, який з’єднується з вигнутою трубкою 6. Остання має резервуар 8 з двома мітками М3 і М4, які вказують межі наповнення віскозиметра рідиною. Рідина із резервуара 3 по капіляру 2 витікає в резервуар 3, утворюючи у нижньому кінці капіляра „висячий рівень”.

Досліджувана рідина заливається у чистий віскозиметр через трубку 6 так, щоб рівень її встановився між мітками М3 і М4.

 

1. Перед дослідженням в’язкості кожної рідини віскозиметр потрібно вимити і висушити.

2. Залити у чистий віскозиметр дистильовану воду через трубку 6 так щоб рівень води встановився між відмітками М3 і М4 резервуара 8.

3. На кінці трубок 4 і 5 надіти з’єднувальні гумові трубки, перша з яких має кран і гумову грушу, друга − кран.

4. За допомогою гумової груші втягнути рідину при закритій трубці 4 до певного рівня вище поділки М1 (приблизно до половини резервуара 7) і перекрити кран, з’єднаний з трубкою 5.

5. Виміряти час t0 витікання дистильованої води. Для цього в момент проходження середньої частини меніска повз поділку М1 увімкнути секундомір. У момент проходження її повз поділку М2 вимкнути секундомір. Дослід повторити 5 разів. Результати записати в табл.1.

6. Замінити дистильовану воду на досліджувану рідину і, повторюючи операції, що вказані в пунктах 4 і 5, визначити час t витікання досліджуваної рідини.

7. Значення густини води r0 і її коефіцієнта динамічної в’язкості h0 взяти з табл. 2 для відповідної температури приміщення, а значення густини досліджуваної рідини rзадає лаборант.

8. За вказівками викладача можна провести дослідження залежності коефіцієнта в’язкості розчинів від концентрації.

 

Таблиця 1

r0.... кг/м3 h0=... мкПа×с, Т=...°С, r=... кг/м3
№ пор. t0, c Dt0, c t, c Dt, c h, мкПа×с
           
Середні значення          

 

 

Таблиця 2

t°C Густина води r0, кг / м3 Коефіцієнт динамічної в’язкості h0, мкПа × с
  999,10 998,94 998,77 998,59 998,40 998,20 997,968 997,736 997,504 997,272 997,04  

 

Опрацювання результатів

1.Обчислити середні значення t0ср та t ср.

2. За середніми значеннями t0ср та tср згідно з формулами (13) і (14) визначити коефіцієнти динамічної hср і кінематичної ср в’язкості досліджуваної рідини.

3. Обчислити для кожного досліду абсолютні похибки вимірювання Dt0 і = |t0ср - t0 і|, Dt і= |tср– tі| (і – номер досліду) та їх середні значення Dt0ср, Dt ср.

4.Відносну похибку вимірювань h обчислити за формулою

eη = , (15)

де за t0ср , tср взяти їх середні значення; Dt0ср, Dtср − взяти як середні значення абсолютних похибок; Dr0, Dh0,Dr − абсолютні похибки значень табличних величин r0, r та h.

5.Визначити середню абсолютну похибку Dh ср = eh h ср.

6. Остаточний результат записати у вигляді:

. (16)

 

Завдання №2

Визначення коефіцієнта внутрішнього тертя методом Стокса

 

У даній роботі коефіцієнт внутрішнього тертя визначається за швидкістю падіння кульки в рідині.

На тверду кульку, що падає у в’язкій рідині, діють три сили (рис. 3):

1) сила тяжіння

, (17)

де rК − де густина речовини кульки; g − прискорення вільного падіння; V – об’єм кульки; r − радіус кульки;

2) виштовхуюча сила, яка згідно з законом Архімеда дорівнює вазі рідини, витиснутої кулькою,

, (18)

де r − густина рідини;

3) сила опору Fоп, зумовлена силами внутрішнього тертя рідини.

Важливо зазначити, що тут відіграє роль не тертя кульки з рідиною, а тертя окремих сусідніх шарів рідини між собою: ближчі до поверхні кульки шари рідини наче прилипають до неї і рухаються із швидкістю кульки; швидкість руху решти шарів тим менша, чим далі вони розташовані від кульки.

Якщо кулька падає в рідині, не залишаючи за собою ніяких завихрень (мала швидкість, мала кулька), то, як довів Стокс, сила опору дорівнює

Fоп=6phr v, (19)

де r − радіус кульки; v − швидкість руху кульки; h − коефіцієнт внутрішнього тертя.

Як видно із співвідношення (19), сила опору середовища зростає із зростанням швидкості руху.

За вільного падіння кульки в рідині всі три сили спрямовані по вертикалі: сила тяжіння − вниз, виштовхуюча сила і сила опору − угору (див. рис. 3).

На початку падіння рівнодійна цих сил

R=Fтяж - FА -Fоп

не дорівнює нулю і спрямована вертикально вниз. Тому швидкість руху кульки, а значить і Fоп, зростає; при цьому рівнодійна сила сил R зменшується. Зростання швидкості відбувається доти, доки рівнодійна не дорівнюватиме нулю, тобто доки діючі на кульку сили не врівноважаться:

Fтяж=FА+Fоп. (20)

Починаючи з цього моменту, кулька буде рухатись з постійною швидкістю. Такий рух називається усталеним (рівномірним). Підставивши в рівняння (20) значення із формул (16) − (19) і розв’язавши його відносно коефіцієнта внутрішнього тертя, одержимо

, (21)

де D діаметр кульки, D=2r; l − шлях, пройдений кулькою за рівномірного руху за час t; швидкість рівномірного руху кульки .

Знаючи величини, які входять у праву частину формули (21), можна визначити коефіцієнт внутрішнього тертя рідини, в якій падає кулька.

Формула (21) справедлива для безмежного середовища. Практично рідина міститься в будь-якій посудині, яка має стінки. На рух кульки в рідині помітно впливають стінки посудини. Якщо кулька падає вздовж осі циліндричної посудини, то при врахуванні наявності стінок маємо такий вираз для коефіцієнта в’язкості:

, (22)

де R − радіус циліндричної посудини.

У формулі (22) наявність таких меж, як дно посудини та верхня поверхня рідини, не враховані.

При r<<R наявністю стінок циліндричної посудини можна знехтувати і користуватися формулою (21).

 

 




Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2015-05-24; Просмотров: 337; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы!


Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет



studopedia.su - Студопедия (2013 - 2024) год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! Последнее добавление




Генерация страницы за: 0.01 сек.