Министерство образования и науки рф

Казанский (Приволжский) федеральный университет

Институт физики

Кафедра радиоэлектроники

Специальность: 090105.65 – Радиофизические методы измерения

Курсовая работа

ФИЗИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЯ

ВЯЗКОСТИ ЖИДКОСТИ

Исполнитель:
студент гр. 606
«____» ____________ 2013 г. ________	Метелёв И.С.
Руководитель:
доцент кафедры радиофизики, к.ф.-м.н.
«____» ____________ 2013 г. ________	Марфин Е.А.

Казань - 2013 содержание

ВВЕДЕНИЕ 3

1. ВЯЗКОСТЬ И РЕОЛОГИЯ 5

1.1. Вязкость жидкости по теории Френкеля 6

1.2.Коэффициенты вязкого течения 8

1.3. Виды течения. Турбулентная вязкость 9

1.4. Движение тела в жидкости 11

1.5. Вискозиметры 14

1.6. Вычисление вязкости жидкости по методу Стокса 17

2.РАЗРАБОТКА ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЙ УСТАНОВКИ 20

2.1. Метод измерения 20

2.2. Измерения 22

2.3 Анализ результатов 26

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 27

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 28

ПРИЛОЖЕНИЕ 29

Введение

Разработка старых и освоение новых нефтяных, газовых и газоконденсатных месторождений в России и за рубежом требует решения все более сложных научных, технических и экономических задач. Комплексный подход к проблемам нефтяной и газовой отрасли показывает необходимость более серьёзной проработки широкого круга вопросов, касающихся свойств жидкостей и газов. Одним из важных параметров жидкостей и газов является вязкость, учет которой необходим при добыче, транспортировке и переработке нефти, газа и газоконденсата. Реальные среды, с которыми мы сталкиваемся на производстве, обычно бывают многокомпонентными, многофазными и дисперсными, т.е. представляют собой системы, состоящие как минимум из двух фаз, при этом одна из фаз раздроблена и распределена в другой. Вязкость таких дисперсных систем зависит от соотношения фаз, скорости течения, степени дисперсности и многих других параметров. Изучением сопротивления перемещению (вязкости – коэффициента внутреннего трения) и деформации вещества занимается наука – реология, методы которой получили широкое распространение, как в исследовательской деятельности, так и на производстве при решении технологических задач.

В связи со значительным обводнением месторождений нефти при её добыче и транспортировке всё чаще приходится иметь дело не с чистым углеводородным сырьем, а с его смесью с водой, обычно в виде эмульсий, вязкость которых может сильно меняться в технологическом процессе. Разработка газовых и газоконденсатных месторождений и перекачка нестабильных углеводородных систем требует определения вязкости таких дисперсных сред, как жидкость в газе (аэрозоли) или газ в жидкости (газовая эмульсия). В последнее время начинается разработка месторождений высоковязких нефтей, среди которых часто встречаются нефти с неньютоновским поведением. Неньютоновская зависимость вязкости от скорости течения предъявляет определенные требования к транспортировке таких нефтей. Интенсивное развитие технологии добычи, транспортировки и переработки углеводородного сырья требует расширения представлений о вязкости.

Целью работы является изучение принципов работы устройств для измерения вязкости жидкостей и создание вискозиметра, на базе вискозиметра Гепплера. Но если в вискозиметре Гепплера жидкость находится внутри трубы, и шарик падает в жидкости, то в эксперименте шарик катится по трубе. Соответственно, в ходе работы необходимо было установить влияние стенок трубы на движение шарика и, тем самым, на измерение вязкости.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Изучение течений и современных представлений о вязкости жидкостей.

2. Исследование динамики движения шарика в жидкости.

3. Разработка лабораторной установки, включающая создание датчика движения.

4. Использование в работе современной измерительной аппаратуры и компьютерных программ.