2. Описание аппаратуры и метода измерений

На рисунке 3 приведена схема рабочего участка экспериментальной установки для измерения коэффициента внутреннего терния воздуха методом Пуазейля.

Принцип работы установки заключается в следующем. Микрокомпрессор 1 прокачивает воздух через ротаметр 2 и затем направляется в медный термостат (цилиндрическая трубка) 3, внутри которой находится капилляр 4. Внутри медного термостата находится спай термопары 5, измеряющей температуру воздуха протекающего через капилляр 4 в атмосферу. Термоэлектроды 7 соединены с измерителем температуры 8. Перепад давления на капилляре измеряется U-образным водяным манометром 6. Медный термостат 3 находится в керамическом цилиндре, на внешней поверхности которого находится электрический нагреватель 9, соединённый с регулятором мощности 10.

Рис. 3. Схема установки: 1 – компрессор 2 – ротаметр 3 – медный термостат 4 – капилляр 5 – спай термопары 6 – водяной манометр 7,8 – измеритель температуры 9 – электронагреватель 10 – регулятор мощности электронагревателя

3. Порядок выполнения работы

1. Включить электропитание установки тумблером на передней панели установки.

2. Включить компрессор 1, измеритель температуры 8.

3. Включить питание регулятора температуры 10.

4. Повернуть со щелчком ручку регулятора температуры по часовой стрелке и установить его мету в среднее положение.

5. По показаниям измерителя температуры 8 наблюдать её увеличение до 200-220 ^ОС. При достижении указанного интервала температур отключить нагреватель.

6. Занести в таблицу 1 показания ротаметра и U-образного манометра (разность положений менисков на шкале) для различной температуры через каждые 5 ^ОС.

Таблица 1.

Температура,		Объемный расход,		Давление
210
205
…

7. Используя формулу и данные измерений вычислить коэффициент внутреннего терния воздуха для каждой температуры.

8. Построить график температурной зависимости . Сравнить полученную кривую с формулой .

9. Оценить погрешность измерений.

Таблица: Данные установки

Длина капилляра,	45
Диаметр капилляра,	1

Градуировка ротаметра

Ротаметр – прибор для определения объемного расхода газа в единицу времени. Для определения объемного расхода воздуха шкала прибора градуирована следующим образом (см. также рис. 4):

Таблица градуировки ротаметра

Отметка шкалы	0	20	40	60	80	100
– Расход воздуха (л/ч)	12	59	100	163	202	268
Условия градуировки: температура 19 оС, атмосферное давление 761 мм.рт.ст.

При измерении расхода воздуха в условиях отличных от условий градуировки необходимо ввести следующую поправку

где и – объемный расход и плотность воздуха в условиях эксперимента, и – объемный расход и плотность воздуха при градуировке (условия градуировки см. в таблица).

Оценка плотности воздуха при атмосферной температуре и атмосферном давлении производится на основании закона Менделеева-Клапейрона в предположении, что воздух – идеальный газ. Уравнение состояния молей идеального газа

,

где – давление газа, – объем газа, – его температура в ^оК, = 8.31 Дж/(моль*К) – универсальная газовая постоянная. Умножая на молекулярную массу воздуха , для плотности воздуха получим следующее выражение

.