Определение динамической вязкости

Динамическую вязкость дисперсионной среды можно определять на вискозиметре Гепплера, который представляет собой вискозиметр с падающим шариком. В нем применен метод падающего шарика. При движении тела в вязкой жидкости сопротивление перемещению зависит от ее вязкости. Если сила, создающая движение, постоянна, то вязкость среды определяет скорость перемещения. Поэтому по измерению скорости движе­ния тела можно судить о вязкости жидкости.

В вискозиметре Гепплера измеряется время падения шарика в цилиндрической трубе, наклонной на 10^о по отношению к вертикали и наполненной испытуемой жидкостью.

Вискозиметр (рис.2) состоит из стойки 1 и собственно вискозиметра 2. В стойке находятся винты 3 для установления вискозиметра горизонтально по уровню. В положении измерения вискозиметр фиксируется при помощи храпового механизма 4 с основами и фиксирующим пальцем 5. Опускная труба 6 окружается рубашкой водяной бани 7 для определения вязкости при температуре до 100 ^оС. Нагрев осуществляется при помощи тена 8. Прибор снабжен термометром 9, герметично ввинчивающемся в корпус. Опускная труба закрывается нижней запорной пробкой 10 из латуни и верхней запорной пробкой 11 капиллярного типа для освобождения испытуемой жидкости от пузырьков воздуха.

К вискозиметру Гепплера принадлежит комплект шариков из различного материала и различного диаметра. Калибр шарика определяется при помощи калибровочного кольца следующим образом:

-шарик N1 (стеклянный) - не проходит через отверстие калибровочного кольца;

-шарик N2 (стеклянный) - проходит через отверстие калибровочного кольца;

-шарики N 3,4,5,6 (стальные), их размер определяется меньшим и большим зазором в калибровочном отверстии, самый маленький N6.

Нельзя брать шарики руками - только пинцетом!

Характеристики шариков даны в таблице 5.

Таблица 5

Шарик	Диаметр, мм	Константа К спз×см^3/г×с	Масса шарика, г	Плотность шарика, г/см^3	Минима-льное время падения, с
1.	15,804	0,009074	4,9622	2,401
2.	15,635	0,072080	4,8007	2,399
3.	15,560	0,124130	16,0587	8,140
4.	15,010	1,170231	14,4013	8,130
5.	13,540	11,100000	10,0144	7,720
6.	10,000	40,500000	4,0779	7,790

Примечание: в таблице даны характеристики шариков с размерностью в

системе СГС для удобства использования в расчетах и по

данным завода - изготовителя, но конечный результат

расчета динамической вязкости необходимо перевести

в систему СИ.

2.2.1. Проведение замеров и расчет динамической вязкости

В качестве испытуемых жидкостей берутся те же, что и для определения поверхностного натяжения, т.е. N 1 - 6. Перед испытанием опускная трубка, шарики и запорные пробки должны быть тщательно вымыты и просушены. Опускная трубка предварительно закрывается нижней запорной пробкой. Испытуемая жидкость заливается в опускную трубку через воронку со стеклянным фильтром для удаления механических примесей, чтобы предотвратить зависание шарика вследствие механической помехи, приблизительно до 25 мм до ее краев. Затем ввести выбранный шарик, зафиксировав его номер (N). Если под шариком находятся пузырьки воздуха, то следует давить шарик вниз при помощи стеклянного стержня. Посмотреть, подходит ли выбранный шарик по приблизительной скорости его падения, сравнивая ее с табличной по табл.5. Если шарик не подходит, нужно его сменить, слив испытуемую жидкость через нижнюю пробку в приемную емкость. Подобрав шарик, опускную трубку закрывают верхней капиллярной пробкой, не оставляя пузырька воздуха вверху трубки.

Установить вискозиметр в фиксированное положение при помощи храпового механизма и стопорного пальца.

Для проведения замера вискозиметр должен стоять перед белым освещенным задним планом. Если жидкость непрозрачна, для освещения использовать нетермический светильник.

Время падения шарика от верхней до нижней риски фиксируется точным секундомером. Для одной испытуемой жидкости проводится три замера времени падения шарика только в фиксированном положении. Возвращение шарика в верхнее положение проводится переворотом вискозиметра, отпуская стопорный палец. Результаты замеров заносятся в табл. 6.

В данной работе замер вязкости проводится при комнатной температуре без подогрева.

Вычисление динамической вязкости осуществляется по формуле

, (9)

где: t - время падения шарика, с;

r₁ - плотность шарика, г/м³;

r₂ - плотность испытуемой жидкости, г/м³;

K - константа шарика, спз×см ³/г*с.

Время t определяется экспериментально из трех замеров и берется средний результат. Плотность шарика и константа шарика берется из табл. 5. Плотность испытуемой жидкости берется по результатам эксперимента из табл. 3.

Вычисляются значения динамической вязкости в спз, затем переводятся в Па×с и конечный результат заносится в табл. 6 (1спз =10 ^-3 Па×с).

Содержание отчета

Отчет должен содержать название работы, цель работы, приборы и методы измерения, схематическое изображение прибора, результаты экспериментальных измерений, выводы о свойствах испытуемой жидкости.

Таблица 6

Вид испытуемой жидкости	t, с	r2, г/см^3	m, спз (Па×с)
1._______	1.
	2.
	3.
	Среднее
2._______
3._______
и т.д.

Дата добавления: 2015-07-12