Célkitűzés kísérleti meghatározása a relatív belső súrlódás glicerin és ricinusolaj
Laboratóriumi munka №1
DEFINÍCIÓ belső súrlódás FAKTOR LIQUID MÓDSZER STOKES
Célkitűzés: kísérleti meghatározása együttható belső súrlódás glicerin és ricinusolaj módszerével Stokes.
Berendezés: Két üveghengerbe tölteni vizsgálati folyadékkal, acél vagy ólom golyók, a stopper, féknyereg, vonalzó skálán.
Amikor a folyadék áramlik közötti rétegeket, amelyeknek a belső súrlódási erő ható úgy, hogy kiegyenlítse a sebességet az összes réteg. A természete ezen erők, hogy a rétegek sebességgel haladó razymi, cseréje molekulák. Molekulák gyorsabb átvitelét réteg lassabban réteg egy bizonyos mennyiségű mozgás, és ezáltal a réteg kezd lassan mozgó gyorsabb, és gyors - lassú.
Tekintsük a P folyadék irányában mozgó az Ox tengely (ábra. 1.1). Hagyja, folyékony réteg mozog különböző sebességgel. Az OZ tengely hogy két ponton, amely a parttól dz. áramlási sebesség ezek a rétegek különböznek mennyiségben dv. Az arány DV / DZ jellemzi áramlási sebesség változás irányában OZ tengely és az úgynevezett sebességgradiens.
Az erőssége a belső súrlódás (viszkozitás) F eljárva a két réteg között, arányos érintkezési területen, és ΔS gradiens DV / DZ sebessége (összhangban Newton egyenlet):
Az arányossági tényező η az úgynevezett együttható belső súrlódás és dinamikus viszkozitási együtthatóval. Ha a fenti (1) vállal dv / dz = 1 és ΔS = 1, az együttható dinamikus viszkozitása számszerűen egyenlő a belső súrlódási erő fellépő érintkezési felületén minden egyes egység a két réteg, az egyik a másikhoz képest mozog a sebességgradiens egyenlő egységét.
A SI dimenziója [η] = kg · m -1 · s -1 = Pas. A CGS rendszerben viszkozitást poise (P): 1 Pa-s = 10 P.
A dinamikus viszkozitást jellegétől függ a folyadék és ezt a folyadékot növekvő hőmérséklettel csökken. A viszkozitás fontos szerepet játszik a folyadékok mozgását. A réteg a folyadék közvetlenül szomszédos egy szilárd felületre, ami a tapadást képest álló hozzá. Az arány a maradék réteg távolodva növekszik a szilárd felületen.
A jelen lévő cseppfolyós réteg között a súrlódó felületek a szilárd anyagok csökkentik a súrlódási együttható.
Együtt a dinamikus viszkozitás η gyakran kinematikai viszkozitás
ahol ρ - a folyadék sűrűsége.
A CGS rendszer egység a kinematikus viszkozitás 1 Stokes: [ν] = cm 2 · s. Az SI [ν] = m 2 · s.
Bizonyos esetekben célszerű az egyszerűség kedvéért a számítások nem veszik figyelembe azt a hatást a belső súrlódási erők, ami a fogalom egy ideális közeg. Egy valós folyadékáramlási erők a belső súrlódás (viszkózus erők) kerülnek rögzítésre.
Az áramlás egy viszkózus folyadék és a gáz a csöveken keresztül egy gyakori eset, amely akkor mind a szakterületen (például, olaj- és gázvezetékek), és a biológiai rendszerekben (humán keringési rendszer, légzőrendszer légcső - pneumatikus rendszer elágazási légcsatornák).
A koefficiens a belső súrlódás (viszkozitás) folyadék lehet különböző eljárásokkal határozhatjuk meg. Egyikük, a módszer a Stokes alapuló mérése sebesség a csökkenő labdát vizsgálati folyadék. alábbi telepítési (ábra. 1) meghatározásához használt viszkozitást. Az alap megerősített üveg palackok: ricinusolajjal és glicerin. A tetején a henger nyitott.
A felület a labdát fogott a folyadék, a folyadék fázist burkolva. Ez a réteg képest rögzített a labdát, így a labda mozog a folyadékba nem közötti súrlódás a labdát, és folyékony és közötti folyadék rétegek. Ez az erő a belső súrlódás, amely megakadályozza, hogy a mozgás a labda. Mivel lehetetlen, hogy jelezze az általános képlet az ellenállás erői, szorítkozunk az adott esetre. A legegyszerűbb formája a test egy labdát. Ez a gömb alakú test által létrehozott Stokes következő. Amikor a labda mozog a folyadék belső súrlódási erő függ a sebességtől, méreteit, a test és a relatív folyadék viszkozitását:
ahol η - viszkozitási együtthatót a folyadék; r - a sugara a labdát; - labda sebességét.
A mínusz jel arra utal, hogy az erő ellentétes irányú sebessége a mozgás a labda. Bulb leengedjük a folyadékot a gravitáció szerez gyorsulás. De ahogy a sebesség növekszik, és az ellenállási erő. Egy bizonyos sebesség ható erők a labdát, kiegyensúlyozott, és ettől a pillanattól a labda mozgását egyenletes lesz. Hogy meghatározza a távolságot s az eltelt labdát egyenletes mozgás, a telepítés és vonalzóval két pointert A és B ismeretében s távolság és lefutási idő t, meg tudjuk határozni az átlagos sebesség a labda a folyadékban.
A mozgás a labda rajta a gravitáció Ftyazh. felhajtóerő FA és a Stokes húzóerő F. egyenletes mozgás összegeként ható erők a labda nullával egyenlő:
A kiemelkedések az y-tengely:
ahol ρ1 - sűrűsége golyóanyag; ρ2 - a folyadék sűrűsége; g - a nehézségi gyorsulás.
Behelyettesítve a képletben (1,5) az expressziós (1.3), megkapjuk
Ez a képlet érvényes a labda alá végtelenbe nyúló folyadékot. Tapasztalataink szerint a labda esik egy folyékony zárva egy hosszú, henger. Ebben az esetben szükség van, hogy figyelembe kell venni a folyadék súrlódást a henger falán, azaz a korrekció, amely figyelembe veszi a méret a cső átmérője. Ekkor (1.6) formáját ölti
ahol R - a henger sugara.
A képlet szerint (1.7) az együttható meghatározásakor a belső súrlódás (viszkozitási együtthatóval), a minta folyadék. Meg kell jegyezni, hogy a viszkozitás függ a hőmérséklettől, ezért a kísérlet során ismernie kell a közeg hőmérséklete.
Az, hogy a teljesítmény
Feladat 1. viszkozitásának meghatározását glicerin
1. Mérje meg a labda átmérője körzővel. Számoljuk ki a r sugara a labdát.
2. Alsó a gyöngy a vizsgálati folyadék - glicerin.
3. Mérjük a stopper időt t egyenletes mozgását a labdát között rögzített helyzetben a mutató az A és B.
4. Határozza meg az s távolság A és B között
5. Számítsuk ki a sebessége mozgását a labdát, amelyet a képlet:
6. A kísérletet megismételtük három golyót.
7. A mérési eredmények és számítások bekerülnek táblázat 1.1.
Viszkozitásának meghatározását glicerin
2. rendszer laboratóriumi telepítést.
3. 1.1 és 1.2 táblázatban a mérési és számítási adatokat.
4. Válaszok a teszt kérdéseire.
1. Miért van erő a belső súrlódás?
2. Mi a sebesség gradiens?
3. Mit jelent a dinamikus viszkozitás? A mértékegység a dinamikus viszkozitás?
4. Mi határozza meg a relatív dinamikus viszkozitás?
5. Mit jelent a kinematikai viszkozitás? Milyen egységek mért kinematikai viszkozitás?
6. milyen értékeket függ Stokes húzóerő?
7. Mit ható erők egy mozgó labdát?
8. Mi okozta egységes mozgását a labdát a vizsgálati folyadékot?
8. Mi a gyakorlatban azt kell tudni, hogy a folyadék viszkozitását?
Kapcsolódó dokumentumok:
Földművelésügyi és Oktatási departamentnauchno -tehnologicheskoypolitiki Don Állami Agrártudományi Egyetem A T A L O G tudományos és gyakorlati tanácsokat és innovatív.
Mezőgazdaság Orosz Föderáció Departamentnauchno -tehnologicheskoypolitiki és oktatási szövetségi állam Oktatási. § № 4. Fejlesztési tudományos mechanika és technológiai alapjait létrehozása új generációs technológia.
Az Orosz Föderáció Departamentnauchno -tehnologicheskoypolitiki és oktatási Szövetségi állam oktatási intézmény. Magasabb Professional Education „Krasznojarszk Állami Mezőgazdasági.