Методика вычисления вязкости

Определить для данной температуры жидкости число оборотов цилиндра вискозиметра в секунду n (об/сек) для 3-4 различных грузов Р.

Вычислить вязкость по формуле (7) и взять ее среднее значение. При этом необходимо предварительно, зная из опыта высоту уровня жидкости h, найти для данного случая константу по графику рис. 5. Например, высота уровня испытуемой жидкости в цилиндре равна 60 мм, тогда К₁ будет равно 21 (см. рис. 5 по направлению стрелки). Трение подшипников Ро, как указано выше, определяется до начала опытов. Рекомендуется, во всех случаях строить графики зависимости n от Р. Тогда на основании графика, можно непосредственно вычислить среднюю вязкость жидкости  по видоизмененной формуле (6), а именно:

 где a - угол наклона прямой

Рис. 5.5  Зависимость константы (К₁) ротационного вискозиметра от глубины (h) погружения в жидкость вращающегося цилиндра.

Разброс точек на графике зависимости n от Р сразу даст представление о правильности проведения опыта и о точности наблюдений. Кроме того, такие графики представляются очень важными потому, что они дают возможность выявить аномалию вязкости дисперсных систем. Действительно, для всех вязких нормальных жидкостей графики зависимости n от Р получаются всегда прямолинейными. Дисперсные же системы обнаруживают на графиках зависимости n от Р кривые линии, выпуклые к оси Р.

После того, как проведены наблюдения, построены графики зависимости n от Р и вычислены значения вязкости, можно при необходимости построить график зависимости вязкости испытуемой жидкости от температуры.

Такие графики необходимо наносить в полулогарифмическом масштабе, так как при линейном масштабе невозможно охватить весь интервал вязкости.

 

Вопросы для самоконтроля

 

1. Охарактеризуйте ламинарное и турбулентное движения жидкостей.

2. Дайте определение градиента скорости.

3. Напишите формулу Стокса и сформулируйте область ее применения.

4.  Какие силы действуют в жидкости на падающий шарик? Чему равна каждая из этих сил? Как движется шарик в жидкости, начиная с ее поверхности?

5. Перечислите ограничения введенные Стоксом для использования метода «падающего шарика».

6. Объясните, чем вызваны ограничения по использованию метода «падающего шарика».

7. Как изменится значение коэффициента вязкости исследуемой жидкости, если в опытах использовать шарики из вещества разной плотности?

8. Формула, описывающая закон Ньютона не содержит температуры. Существует ли зависимость вязкости от температуры?

9. С какой целью в вискозиметр Стокса заполняют исследуемой жидкостью выше верхней метки?