Badanie współczynnika lepkości za pomocą - omówienie

Badanie współczynnika lepkości za pomocą wiskozymetru Hiplera.
Wiadomości wstępne:
Lepkość jest właściwością gazów i cieczy która charakteryzuje ich opór podczas płynięcia wywołanego siłami zewnętrznymi. Niekiedy zjawisko to nazywa się tarciem wewnętrznym. W ciałach stałych tarcie wewnętrzne jest oporem przeciwko powstawaniu odkształceń stycznych. Właściwość ta mierzona jest współczynnikiem lepkości.
Pomiar współczynnika lepkości cieczy wykonywany jest za pomocą przyrządu będącego modyfikacją wiskozymetry Hplera. Modyfikacja polega na tym, że cylindryczna rurka wychylona jest do poziomu pod dużo mniejszym kątem.
Rurka z badaną cieczą stanowi równię pochyła o kącie nachylenia ok. 30, w której stacza się swobodnie kulka stalowa o średnicy mniejszej od średnicy rurki. Toczenie się kulki w cieczy ulega znacznemu zwolnieniu gdy średnica wewnętrzna rurki różni się nieznacznie od średnicy kulki. Rurka powinna być ukośna, gdyż przy pionowym ustawieniu ruch kulki nie jest jednostajny. Przy ustawieniu ukośnym rurki, kulka toczy się po jej ściance. Do omawianego przypadku stosuje się wzór:
gdzie:
- dynamiczny współczynnik lepkości k- stała przyrządu
- gęstość kulki
- gęstość płynu
t- czas opadania kulki
Współczynnik lepkości zależy w dużym stopniu od temperatury. Zależność tą opisuje równanie:
T - temperatura w skali Kelvina
A, B - stałe charakteryzujące ciecz
Budowa wiskozymetru: Rurka z badaną cieczą (olej z oliwek) jest zakończona bańką szklaną częściowo wypełnioną powietrzem. Duża ściśliwość powietrza zamkniętego amortyzuje termiczne zmiany objętości cieczy w rurce. Rurka ta umieszczona jest w naczyniu stanowiącym płaszcz włączony w obieg ultratermostatu. Dzięki czemu istnieje możliwość zmiany i utrzymania stałej wartości temperatury badanej cieczy. Naczynie ma możliwość zmiany położenia poprzez obrót o kąt 180 wokół osi przy zachowaniu stałego nachylenia rurki pomiarowej. Pozwala to mierzyć czas opadania kulki w obydwu kierunkach. Czas opadania kulki mierzony jest elektronicznie przy użyciu dwóch czujników fotoelektrycznych odpowiednio rozmieszczonych i oddalonych od siebie na odległość stanowiącą odcinek drogi przebywany przez kulkę ruchem jednostajnym. Przebieg badania:
Przed przystąpieniem do ćwiczenia należy włączyć ultratermostat ustawiając na odpowiednią temperaturę. Po kilku minutach odczytać temperaturę na termometrze umieszczonym w płaszczu wodnym wiskozymetru i przystąpić do pomiaru czasu opadania kulki. Pomiar powtórzyć kilkakrotnie.
... zobacz całą notatkę