Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

8.5.2. Методика вимірів та розрахунків.

8. 5. 2. Методика вимірів та розрахунків.

Одним з найбільш точних методів визначення коефіцієнта внутрішнього тертя є метод капілярного віскозиметра, при якому використовуються тонкі циліндричні трубки - капіляри з відомим діаметром d і довжиною l. Теоретичною основою цього методу служить формула Пуазейля, що визначає об'ємну витрату рідини чи газу через капіляр за час t:

, (8. 44)

де ( p₁ – p₂ ) = r_водgh - перепад тиску на капілярі, необхідний, щоб витікання відбувалося зі сталою швидкістю, незважаючи на наявність внутрішнього тертя. Коефіцієнт в'язкості h можна визначити, вирішивши щодо нього рівняння і вимірявши величини, що входять до робочої формули:

. (8. 45)

При цьому потрібно мати на увазі, що формула Пуазейля справедлива лише для ламінарного плину, коли шари рідини чи газу течуть паралельно, не перемішуючись. Такий плин, як правило, спостерігається в капілярах. Тому вони і використовуються для визначення h. На початковій ділянці капіляра відбувається перебудова потоку, і рівняння Пуазейля не виконується. Тому довжина капіляра повинна бути істотно більше його діаметра, щоб зменшити вплив початкової ділянки на точність вимірів.

Вимірювальна установка (рис. 8. 9) складається з бюретки 1 ємністю 50 см³, до якої через трійник 2 приєднаний U - образний манометр 3. До вільного кінця трійника приєднаний капіляр 4. Витрата повітря через капіляр регулюється краном 5. Вода з бюретки випливає в чашку 6 і по закінченні досвіду знову заливається в бюретку. Для виміру атмосферного тиску Р_о і температури Т повітря в приміщенні, необхідних для розрахунку середньої довжини вільного пробігу й ефективного діаметра молекул, застосовуються барометр - анероїд і термометр.

Порядок вимірів.

1. Зняти з бюретки трійник і при закритому крані наповнити водою.

2. З’єднати трійник з капіляром.

3. Плавно відкрити кран і установити задану різницю рівнів h у U - образному манометрі. Цю різницю рівнів підтримувати постійною під час усього досвіду, поступово відкриваючи кран у міру зниження рівня води в бюретці.

4. Виміряти за допомогою секундоміра час t витікання заданого об’єму повітря, спостерігаючи зменшення рівня води в бюретці на відповідне число поділок (кожна поділка відповідає об’єму 1 см³). Величину об’єму V у см³ і час витікання t у секундах занести в таблицю вимірів.

5. Виміри по п. 4 виконати ще 4 рази при однакових умовах. Одного заправлення бюретки водою вистачає на 2-3 досвіди. Після цього бюретку варто знову наповнити водою відповідно до п. п. 1 - 3.

6. Виміряти за допомогою барометра і термометра атмосферний тиск у Па і температуру повітря в К.

7. Записати до протоколу діаметр d і довжину l капіляра в метрах відповідно до його номера, задану величину h у м, густину води r_вод у кг/м³, прискорення вільного падіння g у м/с².

Порядок розрахунків:

1. Розрахувати середній час витікання води