液体的粘度

液体的粘度实验 报告 软件系统测试报告下载sgs报告如何下载关于路面塌陷情况报告535n,sgs报告怎么下载竣工报告下载 一、 引言  实验目的 1. 了解液体粘度测量的原理. 2. 用旋转法测量液体的粘度,绘制粘度与温度的关系曲线. 3. 比较旋转法、落球法和毛细管法等测量液体粘度的 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 .  实验原理 1. 粘度的定义 粘度分为动力粘度和运动粘度，一般将动力粘度简称为粘度. 流体流动时流层间存在着速度差和运动逐层传递。当相邻流层间存在速度差 时，快速流层力图加快慢速流层，而慢速流层则力图减慢快速流层。这种相互作 用随着流层间速度差的增加而加剧。流体所具有的这种特性称为粘性，流层间的 这种相互作用力称为内摩擦力或粘性(滞)力。(动力)粘度是用来 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf 示流体粘性 程度的物理量，被定义为v x  0的稳定层流中剪切应力 xz 与剪切速率 d d v z x 之比 值  xz xv z  d d 粘度的单位是帕斯卡秒, 记作Pa s ,  1Pa s = 1 N / m s 1kg m s 2 1 1      . 实际工作中常常直接测量运动粘度 ，其定义为(动力)粘度与流体密度 之比     . 运动粘度的单位是二次方米每秒，m s 2 ，具体工作中也用 mm s 2 。 2. 用旋转法测定液体的粘度 实验中我们只讨论牛顿流体，即粘度与 d d v z x 无关的液体。旋转法测量原理 如图 1,当转子在液体中以稳定速度转动时，由牛顿内摩擦定律可知∶平面层流时 流层间的内摩擦力等于表面积 s、粘滞系数和速度梯度 d v d l的乘积，即 F s dv d l   (1) 当液体产生稳定旋转时，对于如图 1所示的高度为 L的环状薄层，半径为 r处 的表面积 s rL 2 ，该面所受的内摩擦力在柱坐标系中沿切线方向，其大小为 F s r d dr L r r d dr                      2 (2) 式中的负号是因角速度 沿径向递减之故。稳态旋转时半径为 r的柱面所受 的力矩为常数，设其值为M1，可得 M r F L r d dr 1 3 2      (3) 利用边界条件   r R  2 0 和  r R  1 0 得到       M L r c1 24 1 . 再利用边界条件可得    0 1 2 24 1    M L R c 和 M L R c1 1 24 1 0      ，最后可得         R R LR R M1 2 2 2 2 2 1 2 1 04 此即 Couette-Margules 公式, 3. 用落球法测定液体的粘度 当金属小圆球在粘性液体中下落时，它受到三个 铅直方向的力：小球的重力ρgV（V是小球体积、ρ是 小球质量）、液体作用于小球的浮力ρ0gV（ρ0 是液体 密度）和粘滞力 f（其方向与小球运动方向相反）。如 果液体是无限深广的，而且小球的半径 r 和下落速度 υ均较小，则有 vrf 6 （4） 上式称为斯托克斯公式，其中η是液体的粘度，v 是小球下落速度，r 是小球的半径。 小球开始下落时，由于速度尚小，所以阻力也不 大；但下落速度增大后，阻力也随之增大。最后，上 述三个力达到平衡，即 图 1 旋转法 图 2 落球法装置图 于是，小球作匀速直线运动。由上式可得： v gr v Vg 200 )( 9 2 6 )(         (6) 如已知 r、ρ、ρ0和 v 等值，由测定匀速下落时的υ值，即能计算η。 实验时，待测液体必须盛于容器中（图 2），而小球则沿筒的中心轴线下降，故 不能满足无限深、广的条件，式(6)须作如下改动方能符合实际情况： ) 2 3.31)( 2 4.21( )( 18 1 )3.31)(4.21( )( 9 2 0 2 0 0 2 0 0 H d R d v gd H r R r v gr         (7) 其中 d=2r,R0为容器内半径，H 为液柱高度。这是由于液体有边界，所测得 的υ较理想情况的为小，故须将式(2)等号右边项乘以小于 1 的因子，这样才能 算得正确的η值。（7）式（即斯托克斯公式）成立的条伴。斯托克斯公式是由粘 滞液体的普遍运动方程导出的，要求小球的速度很小、球也很小，归结为雷诺数 很小。R很小的条件是因为在解方程时略去了一项有 R因子的非线性项，如果考 虑 R，方程的解为 这叫做奥西恩-果尔斯公式。可以把由（3/16）Ｒ与（19/1080）Ｒ2 项看作 是斯托克斯公式的一级修正项和二级修正项。如 R＝0.1 时，则分别为，零级解 vVgVg  60  (5)  0dvR  ) 1080 19 16 3 1(6 2  RRrvf  （8） （9） vVgVg  60  vVgVg  60  vVgVg  60  （即 7式）与一级解（即 9式中取一级修正）相差约 2％，而二级修正项～2 X 10-4 可不计；如 R＝0.5，则零级解与一级解相差约 10%，二级修正项～0．5％还可 略去不计；当 R≈1时，二级修正项约 2%，随着 R的增大，高次修正项的影响变 大，（7）式在 R不太大的条伴下才成立．如果用一级近似，有 将（8）式代人上式，再考虑（7）式的修正，可得 η1是 1级修正后的结果，η0是由（7）式算出的结果． 如果用二级修正，有 长圆筒形玻璃容器如图 2所示，内盛待测液体，筒上约 1/3与 2/3处刻有两 条刻度线 N1,N2,两线之间的距离为 h，实验时，当小球通过 N1时开始计时，到 N2时停止记时。由此获得小球下落的速度 v=h/t。筒的旁边挂有一支温度计，用 以测量液体的温度，温度计不要放入油中。另外还有两块磁铁，用以取出小球。 落球的挑选：用读数显微镜测量小球直径，还要检查小球的真球度，令小球 转到不同的方向，测量其直径 5-6次，如发现值相差很大，应舍去。 小球密度 14.3×10^3kg/m^3，大球（d=2毫米）密度 7.8×10^3kg/m^3。 注意：取小球要特别小心，不要丢失！注意油必须静止、小球要圆、表面要 清洁，筒要铅直，不要把油洒出筒外。 4. 用毛细管法测定液体粘度 毛细管粘度计，根据 U 型管的结构，液体在重力作用下流动，测得—定量 液体流经上、下标线Ｅ、Ｆ需要的时间，便可按照公式计算出液体的运动粘度值。 ) 16 3 1(6 1 Rrvf   dvdv H d R d v gd 000 0 2 0 1 16 3 16 3 ) 2 3.31)( 2 4.21( 18 1        ）（ （10） )) 270 19 11 2 1 ) 1080 19 16 3 1(6 2 1 0 12 2     dv RRrvf （（   （11） 关于液体的粘度有泊肃叶（Poiseuille）公式，即当液体在层流的情况下稳定 地流过一均匀细管时， 其中 dV 为 dt 时间内流过液体的体积；δp为细管两端的压强差，r、l分别 为细管的内半径和长度，η为液体的粘度。由（12）式可以求出η，但是δp、r、 l等量难以测准，所以一般用比较法测量η。由（12）式得 由（13）式得 2 2 2 1 1 1 t t      由此可见，如果已知η1则根据ρ1ρ2测出 t1 t2；就可以求得η2．这样，我们 只要用绝对测量法测准一种液体的粘滞系数，就可以相对地测定其他液体的粘滞 系数，从而省去了 l、r、V、δp 等量的测量． 用比较法测η时，需要保证在同一条伴下进行实验．同一个 r、l 是由仪器本 身满足的；同一个 V 要在测量时予以保证；还要保证粘滞器都维持铅直；在同一 个温度下进行实验。 使用方法: 毛细管粘度计的使用是否正确，与很多因素有关，如温度影响，装置震动的 影响，检定用标准液、标准温度计、秒表等准确程度的影响，以及调节垂直度， 记录时间，操作者主观因素等影响。 测量前的准备： 粘度计的清洗是粘度测定中十分重要的环节，粘度计内壁如不清洁，液体在 里面流动将受到不应有的阻力或滑动，影响流出时间的正常测定．有时，同一个 系列的粘度计重复测量液体的流动时间长短相差很大，造成重复性超差使整组测 定数据无效．有时在一个系列里重复性没有超差，但进行平行测定时，两个系列 数据超出允许误差范围，而必须重新清洗，重新进行测定。 l pdtr dV   8 4  (12)     V V thF l grr dVV thF l grr dVV 2 2 2 4 1 1 1 4 )( 8 )( 8     （13） （14） 粘度计在测量前用自来水反复冲洗，最后用蒸馏水冲洗，吹干。 由于结构的不同，使用粘度计的方法亦有区别，应严格按照使用说明书的要 求进行操作。下面只介绍两种常用的毛细管粘度计。 乌别洛特粘度计 乌氏粘度计适用于透明液体的测量，乌氏粘度计在 U 型结构上，毛细管的 下端加一个悬挂水平球，悬挂水平球的左上方接一个管Ｍ，这一结构上的特点便 形成了乌氏粘度计的优点，见图３ 操作：用自来水将乌式粘度计冲净，用少量纯水冲洗两次，将纯水经Ｌ注入 Ａ中，液面达到ｍ４和ｍ３之间（约 15ml），粘度计放在架子上，注意不要拧紧， 以免夹碎粘度计，粘度计垂直放置。 给Ｌ管打气，当Ｍ管液面超过 B 泡时，堵住 M 管，当液面达到Ｄ泡一半时， 停止打气，放开 M 管，当液面通过ｍ１ｍ２区间时计时，选取适当的粘度计，使 其在粘度计内的流动时间不小于 200 s（因条件限制，该实验只有一种粘度计， 流动时间小于 200s）。 测未知液体粘度：倒出纯水，用注射器抽取少量未知液体，注入粘度计，冲 洗两次，以下与测量纯水相同。 坎农－芬斯克粘度计 芬氏粘度计也是适用于透明液体的测量，芬氏粘度计的结构见图４，使用方 法与乌氏粘度计类似，本实验用于测量蓖麻油，实验中使用的粘度计已清洗装液 完毕，直接给粗管加压，当液面达到Ｄ泡一半时开始测量即可。 二、 实验任务和步骤 1. 旋转法 1）打开恒温水浴槽的控制器电源：显示面板指示当前水浴槽内的温度。面板上 有开关选择温度设定和液温测量。当选择温度设定，则可通过调节旋钮改变当前 温度(只能升)，显示面板指示设定温度值；当选择液温测量，显示面板指示当前 水浴槽内的温度值。 2） 打开旋转粘度计的电源.电机以稳定的速度旋转，通过游丝和转轴带动内筒 (即转子)旋转，内筒(即转子)即受到基于流体的粘性力矩的作用，作用越大，则 游丝与之相抗衡而产生的扭矩也越大，于是指针在刻度盘上指示的刻度也就越大。 3） 当温度到达设定值且稳定，同时旋转粘度计的指针也稳定后，开始读数并记 录。将读数乘以转子因子 10,即得到液体的绝对粘度（mPa·s）。 4）在 22-50℃范围内，每隔 2℃或 3℃测量一次。 2. 落球法 1) 选取 6个一样的小球，测量直径 d(可省略)； 2) 调整量筒的垂直度，测量量筒的内径 D、液面高度 H； 3) 调整上刻度线 L1(选择油面下约 10cm的地方)和下刻度线 L2，测量上下刻度 线之间的距离 L； 4) 分别测量 6个小球通过该段距离 L所用时间 t； 5) 在开始和结束时各测一次温度，取平均值。 3. 比较法 1）将已用蒸馏水洗净的乌式粘度计 B、C支管分别套上乳胶管，并垂直放置； 2）从 A管加入蒸馏水至 F球的一半； 3）用夹子把套在 B管上的乳胶管夹紧，用吸耳球对准 C管吸气，使蒸馏水从 F 球经毛细管上升到 G 球为止(注意页面必须超过刻度线 a)； 4)取下吸耳球，同时取下 B管的夹子，使 B、C管与大气相通，C管内液体往下 流，用秒表记录液体液面由 a 刻线下降到 b 刻线所用时间，此时间即为刻线 a、 b间的液体流经毛细管所需时间； 5) 重复步骤⑶、⑷操作三次，使每次误差不超过 0.3秒，取平均值。 6)将蒸馏水倒掉，加入少量无水乙醇洗涤粘度计，注意用吸耳球吸取乙醇反复洗 涤毛细管部位，洗涤三次后烘干。重复前面实验步骤，测定无水乙醇流经刻线 a、 b所需的时间。用过的乙醇倒入回收瓶中。 三、 数据 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 1. 用旋转法测定液体粘度 在各温度下测得的液体粘度数据见下表: 温度 T(℃) 23 25 27.2 30 33 36 39 42 45 48 51 54 57 60 液体 粘度 η 95 79 68 55.5 46 37 30.2 24.9 21 18.9 15 13 11.1 9.2 注:液体粘度的单位是 10mPa∙s 以绝对温度 T为横坐标,以液体粘度η为纵坐标,得到图 1 由图像可得 A=4.245 × 10−8，分子粘流活化能 E=8.80 × 1020 2. 用落球法测定液体的粘度 实验测得：小球下落高度 h=20cm,管内径 60.40mm,管高度 H=41.6cm 六个小球的半径，下落时间，和管中液体在小球下落前后的温度见下表： 小球半径 r(mm) 时间 t(s) 前后温度(℃) 8.005 73.35 22.5 22.5 7.997 75.13 22.5 22.5 8.006 72.22 22.5 22.5 7.991 75.44 22.5 22.5 8.000 72.13 22.5 22.5 7.999 72.53 22.5 22.5 各小球算的粘度系数分别为 η(mPa S ) 0.519 0.531 0.511 0.533 0.510 0.513 0.520(平 均值) 3. 用毛细管法测定液体粘度 水流过乌氏粘度计的时间为 122.37s,121.28s,124.02s.求平均可得水流过 的时间为 122.56s 盐水(10%的 NaCl 溶液)流过乌氏粘度计的时间为 131.00s 131.32s 130.32s.求平均可得乌氏粘度计时间为 130.88s 根据𝜌水 22.5℃ = 0．99780 × 10 3𝑘𝑔/𝑚3, 𝜌盐水 22.5℃ = 1.05 5 × 10 3𝑘𝑔/ η = 432.5𝑒−0.06742∙𝑡 𝑅2 = 0.99 图 1 液体粘度与温度的关系 𝑚3,η水 22.5℃ = 0.9 1 mPa S ,以及(14)式可得 η盐水 22.5℃ = 1.087 mPa S 四、 实验结论 通过本实验了解旋转法、落球法和毛细管法测液体粘度的原理, 比较了不同 的粘度测量方法.验证了液体粘度与温度的关系,与理论符合的较好. 用落球法测量液体粘度的实验中,因为小球光滑度,温度变化,液体漩涡等原 因致使测量值与理论值偏差较大,应该修改方法,重新测量.