一、实验目的
1、通过液体粘度的测定,理解粘度是实际流体的一个重要物理性质。
2、观察液体粘度随温度的变化。
3、掌握液体粘度的测定方法。
二、实验工具
1、超级恒温器
2、水银温度计
3、双金属温度计
三、实验仪器说明
图示为DNJ-79型旋转式粘度计的测量组件。外圆筒固定在保温层内壁上,外圆筒与保温层间通有恒温水,使待测粘度的液体稳定在某一温度上,内外圆筒的间隙中充以待测量粘度的液体,内筒内挂在支架上的微型同步电动机的转轴带动旋转。由于内筒在被测液体中旋转受到粘滞阻力的作用,产生反作用而使电动机壳体偏转某一角度。
四、基本原理
实际流体运动时呈现出粘性,该粘性指的是,当流体微团和筒发生相对滑移时产生切向阻力的性质,旋转式粘度计量基于牛顿内摩擦定律来测定液体粘度的。当在粘度计两个不同直径的同心圆筒的环形间隙中充以待测液体,外圆筒固定不动,半径为R的内圆筒以角速度旋转,因为和尚小,液体在其间隙内的运动可以看作平板间的层流,内筒外壁上液体的速度
式中n为内圆筒转速
液体因粘性产生的切向应力为
由此对内筒轴心产生的摩擦力矩为
式中H为圆筒长度
从上式可知,除摩擦力矩M随粘度变化外,其余各项都是已知的。因此,只要测出M就可以算出。对DNJ-79型旋转式粘度计而言,摩擦力矩的传递是通过仪器本身的转移机构使指针摆动的,并在经过校正的刻度盘上指示出粘度的数值。该刻度读数乘上内筒因子就表示动力粘度的数值。刻度盘上的一小格代表一厘泊(CP)即1厘泊=g/cms=kg/ms
五、实验步骤
1、粘度计为精密仪器,使用前应熟悉有关使用说明
2、将联轴器(左旋滚花螺帽)拧紧在电动机轴的端部(拧紧、卸下时,不宜用力过大,并使用专用细杆,以防内部零件受损)
3、接通电源。当电动机空载旋转时用调零螺丝将指针调到刻度的零点,调好零点后切断电源。
4、把恒温器的水泵进出水喷同测试容器的进出口管喷连好,调好水温。
5、将15ml的液体小心地注入外筒内,直到液面达到锥形面下部边缘,将内筒浸没液体内,然后将测试容器轻轻的放在仪器托架上,再将内筒悬挂在联轴器的钩上。
6、起动电动机,内筒从开始晃动直到对准ZX止,为加速对准ZX可前后左右微量移动在托架山的测试容器,当指针稳定后,这时即可读数。
7、改变恒温水的温度,继续测量几个不同温度下的液体粘度。
8、测试结束,切断粘度计及恒温器电源。
六、记录数据
七、实验报告
1、整理记录数据,列表、绘出关系曲线。
2、在旋转式粘度计中,为什么说当测量的值稳定了,水温实际上就是待测粘度液体的温度?
3、对所测得的粘度数据进行分析。
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