Определяне на коефициента на вискозитет (вътрешното триене) на течността от Stokes
коефициент вискозитет ОПРЕДЕЛЕНИЕ (вътрешното триене) на течността от Stokes
Фамилия и инициали Група _________________ __________ ______ Дата
Вискозитет (вътрешно триене) се причинява от силата на триене, което възниква, когато относителното изместване слоя течност. Вискозитетът на флуида характеризира с коефициент на вискозитет. Тази стойност се определя течност свойства и сила свързва вътрешното триене на течност със скорост на неговите частици.
Физическият смисъл на коефициента на вискозитет може да се обясни от следните съображения. В стабилен флуиден поток в тръба различните слоеве имат различна скорост подвижна течност. Най-голямата скорост има слой, преминаващ по протежение на централната част на тръбата. Слоят непосредствена близост до стените на тръбата, поради адхезията на течните частици до стените на тръбата, има скорост. Следователно, настоящата скорост на разпределителната тръба течност се определя от (скорост градиент), което показва промяната на скоростта на единица дължина на радиуса на тръбата. Според закона на Нютон, силата на вътрешното триене между слоевете се определя по формулата:
където # 951; - коефициент на вискозитет;
S - площ на повърхността, към която се прилага сила.
От тази формула следва:
Ако приемем, че S е равна на една повърхност и градиента на скоростта е единство, тогава # 951; = F. т.е. вискозитет е числено равно на вътрешния силата на триене между слоевете, ток на единица площ при градиент ниво, равно на единица.
вискозитета на SI се измерва в Нютон секунда на квадратен метър и е с размери
Основните методи за измерване на вискозитет са течни изтичане от метода на капилярна и метод разработен от капка Поазьой топка разработен Stokes.
В този документ, ние описваме метод за Stokes. Топчета направен от материал, чиято плътност е по-голяма от плътността на тест течност, се понижава в тест течност, която е в дълга тръба. На движи топката, има три сили:
където R - радиусът на топката;
# 961; - плътност на топката материал;
г - земно ускорение ().
2. Архимед сила, насочена срещу движението на топката:
тук # 961; 1 - плътността на вискозна течност.
3. Силата на вътрешното триене (челно съпротивление на движението на топка). Тази сила е насочена и срещу движението на топката. Запаси на базата на теоретични изследвания е установено, че ако топката се движи в течност, без да причинява тяхното движение не обрати, силата на съпротивителното движение на топката, се определя по формулата
при което - топка спад на скоростта, г - радиусът на топката # 951; - коефициент на вискозитет на течността.
Ще бъде оценено, че движението на топката не настъпи триене топчета течност и течност триене на отделните слоеве един към друг, тъй като топката се обвива с тънък слой течност и течен слой се движи заедно с топката.
Силата на триене, с увеличаване на скоростта на движение на топката увеличава, следователно, когато скоростта на движение на топката може да достигне стойност, на която ще бъдат балансирани трите сили, действащи върху топката, т.е. резултатната на тях ще бъде нула. Такова движение на топката ще бъде единна и топката ще се движи по инерция с постоянна скорост. динамичното уравнение за това движение е:
Когато топката се движи в цилиндричен съд с радиус R и счетоводство височина ч за разлики стени, дъното на съда и на горната повърхност води до следния израз за коефициента на вискозитет, задайте теоретично
Тук R - радиус на цилиндъра, з - височината на течността.
За малки радиуси перли от 1-2 mm и тръбите достатъчно голям диаметър малки. Това може да се пренебрегне в нашите изчисления и изчисленията водят с формула (53).
Трябва да се помни, че вискозитета зависи от температурата. С повишаване на температурата, вискозитет намалява. Поради това, при определяне на вискозитета трябва да се посочат температурата.
Редът на изпълнение
1. получават при лабораторна микрометър и няколко стомана и чугун топки определят диаметрите на топки с помощта на микрометър с точност до 0,01 мм. Плътност стомана приемем като равни. плътността на олово -. масло плътност -
2. Температурата се разглежда като равен на стайна температура.
3. Измерете разстоянието между оценките от тръбата, която трябва да се движи топката.
4. Хронометър определя времето за преминаване на топката разстояние между червени линии аб (Фиг.22).
Окото трябва да бъде поставен така, че не е имало грешка на паралакса. Експериментът се повтаря, с две или три топки.
5. скоростта се определя от отношението
6. експерименталните данни заместени в формула (53).
7. Всеки от време на спад топката измерва отделно и се изчислява коефициент на вискозитет. След това тя се определя
8. Намерете относителната и абсолютната грешка в измерването.