- •Раздел 1. Физические свойства жидкостей
- •Раздел 1. Физические свойства жидкостей
- •1. Основные сведения из гидравлики
- •2. Содержание лабораторной работы
- •2.2. Определение вязкости жидкости с помощью ротационного вискозиметра.
- •1 .Основные сведения из гидравлики 3
- •Раздел 1. Физические свойства жидкостей.
Л.Е. Шейнман
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ГИДРОМЕХАНИКЕ
Раздел 1. Физические свойства жидкостей
Методические указания к лабораторной работе № 1 – 1
“ИЗМЕНЕНИЕ ВЯЗКОСТИ КАПЕЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ”
МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
Л.Е. Шейнман
ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ ПО ТЕХНИЧЕСКОЙ ГИДРОМЕХАНИКЕ
Раздел 1. Физические свойства жидкостей
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ № 1 – 1
“ИЗМЕРЕНИЕ ВЯЗКОСТИ КАПЕЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ”
Ижевск
1998
УДК 532.137
Лабораторные работы по технической гидромеханике. Раздел 1.
Физические свойства жидкостей.
Методические указания к лабораторной работе № 1 – 1. Измерение вязкости капельной жидкости.
Составитель: - доцент, кандидат техн. наук Шейнман Л.Е.
Методические указания предназначены для студентов всех факультетов, изучающие гидравлические дисциплины.
© Ижевский государственный
технический университет, 1998
1. Основные сведения из гидравлики
Вязкостью жидкости называется способность оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) ее слоев.
При движении жидкости скорости в различных ее слоях отличаются по величине. Эпюра скоростей движущейся жидкости в области , прилегающей к стенке канала .показана на рис.1.
Рис. 1. Эпюра скоростей движущейся жидкости в пристенном слое
На стенке скорость равна нулю. При удалении от стенки скорость растет. Такое распределение скоростей объясняется влиянием сил внутреннего трения между слоями жидкости. На границе слоя, находящегося на расстоянии;' от стенки (см.сечение А-А на рис.1), из-за наличия сил трения возникают касательные напряжения г.
Согласно гипотезе И.Ньютона (1687 г.), величина этих касательных
напряжений может быть определена по формуле [1]:
(1)
Здесь — поперечный градиент скорости. -некоторый коэффициент пропорциональности.
Из формулы (1) следует, что в состоянии покоя ( V=0, =0) каса- тельные напряжения в жидкости отсутствуют.
Чем большие касательные напряжения могут возникнуть в жидкости, тем большей вязкостью она обладает. Поэтому коэффициент , который, как оказалось, для каждой жидкости при постоянной температуре и давлении имеет индивидуальное постоянное значение, является параметром, определяющим вязкость. Он называется динамическим коэффициентом вязкости и имеет размерность Па • с или кг/(м • с). Применяется также дольная единица, называемая пуазом (П).
1П=0,1 Па• с.
На практике используют также, кроме, еще один параметр v, называе-мый кинематическим коэффициентом вязкости. Он определяется соотношением
где - плотность жидкости.
Он также имеет определенное значение при постоянных р и T.
Его размерность - мг/с. На практике часто употребляются также дольные
единицы - стокc (Cm) и сантистокс (сСт).
1 Cm=1 см2/с =10-4м2/c ; 1 сСт = 0,01 Cm =10-6 м2/с.
Вязкость жидкостей изменяется при изменении температуры и давления. С повышением температуры вязкость падает, а с повышением давления - растет. Зависимость вязкости от давления проявляется значительно слабее, чем от температуры, и сказывается более или менее заметно при давлениях более 10 МПа (100 am),
Для измерения вязкости капельных жидкостей применяются приборы, называемые вискозиметрами .
Существует целый ряд вискозиметров, отличающихся по принципу действия - капиллярные, ротационные, вибрационные и т.д. [2]. Например, в вискозиметре Энглера вязкость жидкости определяют, измеряя время t1 вытекания определенного количества исследуемой жидкости (200 см3) из сосуда через отверстие диаметром около 3 мм. Затем это время сравнивается с временем t2, вытекания из того же прибора 200 см3 дистиллированной воды .
Отношение t1/t2 называется .градусом Энглера °Е.
Для пересчета вязкости, выраженной в градусах Энглера, в общепринятые единицы (Си) имеется переходная формула
Жидкости, подчиняющиеся формуле Ньютона (1), называются ньютоновскими. Большинство жидкостей, применяющихся в технике и в быту, являются ньютоновскими. Существует, однако, ряд жидкостей, для которых гипотеза Ньютона неприменима. Они называются неньютоновскими; процессы, протекающие в таких жидкостях изучаются нау-кой, называемой реологией.
Рис.2. Схема капиллярного вискозиметра 1 - кран ; 2 - расширение; 3 - измерительный резервуар; 4 - трубка ; 5 - капилляр ; 6 - резервуар ; 7 - резервуар ; 8 - трубка ; 9 - трубка ; 10 - кран ; 11 - груша