Определение вязкости жидкости

 

Министерство образования и  науки Российской Федерации

Санкт-Петербургский государственный  горный университет

 

 

 

 

 

Отчёт по лабораторной работе 1.

 

 

По дисциплине: Гидравлика

(наименование учебной дисциплины  согласно учебному плану)

 

 

Тема: Определение вязкости жидкости

 

 

 

Выполнил: студент  гр. ММ-09  ______________  /Храбров М.А. /

(подпись)    (Ф.И.О.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Руководитель:  доцент ____________  /Воронов В.А../

        (должность) (подпись)    (Ф.И.О.)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Санкт-Петербург

2011 год.

 

 

Цель работы – определить коэффициенты кинематической и динамической вязкости исследуемой жидкости при помощи прибора Энглера. Используя справочные данные, определить тип жидкости и ее плотность на основе полученных данных, построить графики зависимостей.

 

Схема установки:

 

 

1. Стержень                                                                                                2. Термометр                                                                                                3. Сосуд                                                                                                 4. Наружный сосуд

5.Мерная колба

 

 

 

 

 

 

 

 

Краткое теоретическое  обоснование

 

Вязкостью называется свойство флюида обладать внутренним трением, т.е. оказывать сопротивление перемещению одной части жидкости относительно другой.

 Вязкость характеризуется  динамическим коэффициентом вязкости  (Па·с), входящим в качестве физической константы в формулу закона Ньютона:

= ,

- касательное напряжение внутреннего  трения; V-скорость движения жидкости; n - нормаль к вектору скорости.

Кинематический коэффициент вязкости = / ; ,

где - плотность жидкости.

Вязкость флюидов зависит от температуры: с её увеличением  у жидкостей уменьшается, а у газов возрастает.

Вязкость жидкости измеряется вискозиметрами. С их помощью определяют кинематический коэффициент вязкости жидкости, вязкость которой выше, чем у воды. Для этого вводится специальная единица, именуемая градусом ВУ = t/t , где t- время истечения из вискозиметра 200 мл исследуемой жидкости при заданной температуре; t - водное число (время истечения из вискозиметра 200 мл дистиллированной воды при температуре 20 С); t0 = 52с.

 

 

Среднее время истечения жидкости при  i-м замере; n-число замеров

t = ;

 

Условная вязкость ВУ жидкости при  заданной температуре

                                                       ВУ= ,

где t – время истечения из вискозиметра                                       

Кинематический коэффициент вязкости исследуемой жидкости рассчитывается по эмпирической формуле:

 

Таблица 1 - Результаты измерений и  вычислений вязкости жидкости

№ опыта	№ измерения	Жидкость	Θ, ºС	t, с х2		ВУ
1	1 2 3	масло	19	130 130	260	5	0,35	0,29
2	1 2 3		21 26	85 71	156	3	0,2	0,017
3	1 2 3		31 36	50 43	90	1,7	0,09	0,007
4	1 2 3		41 45	37 32	69	1,3	0,05	0,004

 

Пример расчета для опыта  №1:

Условная вязкость

Коэффициент кинематической вязкости 

Плотность минерального масла 850

Коэффициент динамической вязкости

 

 

Указания к самостоятельной  работе:

для найденных значений кинематической вязкости найти значения динамической вязкости;

построить график зависимости кинематической вязкости от условной;

построить зависимость кинематической вязкости от температуры;

определить во сколько раз увеличится динамическая вязкость минерального масла  при увеличении условной вязкости в 4 раза.

 

 

 

Таблица 2 – Результаты вычислений динамической вязкости

 

0,35	290
0,2	170
0,09	70
0,05	40

 

 

 

 

График зависимости 

от ВУ

 

 

График зависимости 

от Θ

 

 

При увеличении условной вязкости в 4 раза динамическая вязкость увеличится также в 4 раза.

 

Вывод: при выполнении данной лабораторной работы была получена зависимость кинематической вязкости от ВУ, а также зависимость динамической вязкости от температуры. С уменьшением температуры кинематическая вязкость увеличивается и имеет экспоненциальный характер (гр.2). При увеличении условной вязкости кинематическая возрастает по закону прямой (гр.1).