落球法测量液体的黏滞系数实验报告

..试验名称：落球法测量液体的黏滞系数试验目的：测定蓖麻油的黏滞系数。试验器材：变温黏度测量仪，ZKY PID温控试验仪，秒表，螺旋测微器，钢球假设干。(温控试验仪). .word....试验原理:

〔变温粘度仪〕1mG，小球受到的液体浮力Fƒ。假设液体的黏滞性较大，小球的质量均匀、体积较小、外表光滑，小球在液体中下落时不产生漩涡，而起下落速度较小，那么小球所受到的黏滞阻力为ƒ=3vd 〔斯托克斯公式〕〔图一〕dv是小球在流体中运动时相对于流体的速度。. .word........word....word..的黏滞阻力也随着增加，当小球的速度到达肯定的数值v〔称收尾速度〕时，三0个力到达平衡，小球所受合力为零，小球开场匀速下落，此时GF+ƒ即 mggV3vd0 0式中m、V分别表示小球的质量和体积，0密度，那么小球的体积V为

表示小球的3

d32 小球的质量m为mV

d36代入mggV3vd并整理得0 0 018v

gd20本试验中，小球在直径为D的玻璃管中下落，液体在各方向无限宽阔的条1+2.d/D0gd218v0可修正为：

( 0

)gd218v0

(12.4d)D平衡速度v0会到达较大的值，奥西斯-果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托克斯公式的影响：ƒ=3vd13Re 19 Re2 0 16 1080 其中Re称为雷诺数，是表征液体运动状态的无量纲参数。v0R 0dv0e 当Re小于0.1时，可认为ƒ=3vd、

()gd20

成立。当0.1Re1时，18v0

(12.4d)D

d1

3Re

19 Re2中1级修正项的影响，当Re大于10 16 1080 时，还需考虑高级修正项。

d1

3Re

19 Re2中1级修正项的影响及玻璃管的影0 16 1080 响后，黏度1

可表示为：

gd2 1=18

0

1 v 12.4d/D0

13Re/16

13Re/16由于3Re/16 是远小于 1 的数，将1/13Re/16按幂级数开放后近似为13Re/16，=

gd2 0

1

又可表示为：1 18v0

12.4d/D13Re/16 13Re/16=3vd1 160 0或测量得到、、D、d、v等参数后，由

()gd20

计算黏度，再由0 18v0

(12.4d)DvR 0d0计算Re，假设需计算Re的1次修正，那么由v

=3vd

计算经e 1

160 0修正的黏度。1试验步骤：检查仪器后面的水位管，将水箱的水加到适当值1流出〕或发出嗡鸣声。PIDPIDPID合，观看参数转变对调整过程的影响，探究最正确掌握参数。较好的掌握效果。测定小球直径由R e

vd0000

及

(0

)gd2

可见，当液体黏度及小球密度肯定时，雷诺数0Rd3。在测量蓖麻油的黏度时建议承受直径1～2mm的小球，这样可不考虑e雷诺修正或只考虑1级雷诺修正。d，将数据记录入表中。4.测定小球在液体中下落速度并计算黏度温完全全都，才能测液体黏度。假设样品管倾斜，应调整其铅直。测量过程中，尽量防止与液体的扰动。用秒表测量小球落经一段距离的时间 t，并计算小球速度v ,用0()gd2 0

或3vd

计算黏度，记入表中。在表中，列出了局18v0

(12.4d) D

160 0对误差。将表中的测量值在坐标纸作图，说明黏度随温度的变化关系。相对误差：0.425-0.451×100

％=5.75％0.4510.225-0.231

％=2.59％0.231s0.5P0.4/0.3η0.20.1系列1粘001020304050温度/T以备下次试验使用。试验数据记录:小钢球的直径次数次数12345678平均值d/103m黏度的测定..温度时间/s速度η〔测量值〕/*η〔标准值〕//C12345平均/(m/s〕〔Pa.s〕〔Pa.s〕3025.5326.4725.7126.4426.0026.037.979×0.4250.45110-33521.3821.0619.8420.0019.7520.419.799×0.34710-34013.0914.0213.5914.9714.8013.481.471×0.2250.23110-24511.0310.7210.6210.3110.6610.671.874×0.18110-2依