一、實驗目的
1 、通過液體粘度的測定,理解粘度是實際流體的一個重要物理性質(zhì)。
2 、觀察液體粘度隨溫度的變化。
3 、掌握液體粘度的測定方法。
二、實驗工具
1 、超級恒溫器
2 、水銀溫度計
3 、雙金屬溫度計
三、實驗儀器說明
圖示為DNJ-79型旋轉(zhuǎn)式粘度計的測量組件。外圓筒固定在保溫層內(nèi)壁上,外圓筒與保溫層間通有恒溫水,使待測粘度的液體穩(wěn)定在某一溫度上,內(nèi)外圓筒的間隙中充以待測量粘度的液體,內(nèi)筒內(nèi)掛在支架上的微型同步電動機的轉(zhuǎn)軸帶動旋轉(zhuǎn)。由于內(nèi)筒在被測液體中旋轉(zhuǎn)受到粘滯阻力的作用,產(chǎn)生反作用而使電動機殼體偏轉(zhuǎn)某一角度。
四、基本原理
實際流體運動時呈現(xiàn)出粘性,該粘性指的是,當流體微團和筒發(fā)生相對滑移時產(chǎn)生切向阻力的性質(zhì),旋轉(zhuǎn)式粘度計量基于牛頓內(nèi)摩擦定律來測定液體粘度的。當在粘度計兩個不同直徑的同心圓筒的環(huán)形間隙中充以待測液體,外圓筒固定不動,半徑為R的內(nèi)圓筒以角速度旋轉(zhuǎn),因為和尚小,液體在其間隙內(nèi)的運動可以看作平板間的層流,內(nèi)筒外壁上液體的速度
式中n為內(nèi)圓筒轉(zhuǎn)速
液體因粘性產(chǎn)生的切向應力為
由此對內(nèi)筒軸心產(chǎn)生的摩擦力矩為
式中H為圓筒長度
從上式可知,除摩擦力矩M隨粘度變化外,其余各項都是已知的。因此,只要測出M就可以算出。對DNJ-79型旋轉(zhuǎn)式粘度計而言,摩擦力矩的傳遞是通過儀器本身的轉(zhuǎn)移機構(gòu)使指針擺動的,并在經(jīng)過校正的刻度盤上指示出粘度的數(shù)值。該刻度讀數(shù)乘上內(nèi)筒因子就表示動力粘度的數(shù)值??潭缺P上的一小格代表一厘泊(CP)即1厘泊=g/cms=kg/ms
五、實驗步驟
1 、粘度計為精密儀器,使用前應熟悉有關使用說明
2 、將聯(lián)軸器(左旋滾花螺帽)擰緊在電動機軸的端部(擰緊、卸下時,不宜用力過大,并使用細桿,以防內(nèi)部零件受損)
3、接通電源。當電動機空載旋轉(zhuǎn)時用調(diào)零螺絲將指針調(diào)到刻度的零點,調(diào)好零點后切斷電源。
4、把恒溫器的水泵進出水噴同測試容器的進出口管噴連好,調(diào)好水溫。
5、將15ml的液體小心地注入外筒內(nèi),直到液面達到錐形面下部邊緣,將內(nèi)筒浸沒液體內(nèi),然后將測試容器輕輕的放在儀器托架上,再將內(nèi)筒懸掛在聯(lián)軸器的鉤上。
6、起動電動機,內(nèi)筒從開始晃動直到對準中心止,為加速對準中心可前后左右微量移動在托架山的測試容器,當指針穩(wěn)定后,這時即可讀數(shù)。
7、改變恒溫水的溫度,繼續(xù)測量幾個不同溫度下的液體粘度。
8、測試結(jié)束,切斷粘度計及恒溫器電源。
六、記錄數(shù)據(jù)
七、實驗報告
1、整理記錄數(shù)據(jù),列表、繪出關系曲線。
2、在旋轉(zhuǎn)式粘度計中,為什么說當測量的值穩(wěn)定了,水溫實際上就是待測粘度液體的溫度?
3、對所測得的粘度數(shù)據(jù)進行分析。