Экспериментальная установка. Методика эксперимента

Эксперимент проводится на установке, схематично показанной на рисунке.

Сосуд при закрытом кране 2 и открытом кране 1 накачивают при помощи компрессора воздухом. При этом давление внутри сосуда становится несколько больше атмосферного. После этого кран 1 закрывают и дают температуре внутри сосуда сравняться с температурой окружающей среды (с температурой воздуха в лаборатории). Во время установления температуры меняются показания манометра. Установление температуры происходит за 1-2 минуты. Затем, открывают кран 2 и снимают зависимость показаний h манометра от времени.

Как видно из уравнения (5), линейно зависит от времени. Поэтому, снимая зависимость показаний манометра от времени и строя график зависимости от времени, можно определить коэффициент K по наклону графика. В соответствии с соотношением (4) коэффициент вязкости можно рассчитать по формуле:

. (8)

По измеренному значению коэффициента вязкости и параметрам состояния рассчитываются эффективный диаметр молекулы воздуха d и длина свободного пробега l по формулам (6) и (7).

Напомним, что в настоящем изложении мы предполагали течение воздуха ламинарным, в чём желательно убедиться. Для этого необходимо оценить число Рейнольдса в начальной стадии процесса (когда средняя скорость вытекания максимальна) и проверить, соответствует ли оно ранее приведённому неравенству (Re < 1000).

Принимая во внимание, что расход воздуха может быть выражен через среднюю скорость вытекания, как: , для оценки числа Рейнольдса получим соотношение:

. (9)

Дата добавления: 2015-08-18