mechanics.pl

Przeglądaj wersję html pliku:

115

TEMAT: Pomiar współczynnika lepkości cieczy za pomocą

wiskozymetru Hopplera.

IMIĘ I NAZWISKO: Łukasz Mężydło

Sławomir Grzeszczyk

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY Fizyka Techniczna SEMESTR: LETNI ROK AKADEMICKI
2000/2001

ZESPÓŁ nr 1 DATA WYKONANIA: 22.03.2001

OCENA: PODPIS



Pomiar współczynnika lepkości za pomocą wiskozymetru polega na
mierzeniu czasu opadania kulki w cylindrycznej, nachylonej do pionu pod
kątem 10( rurze napełnionej badaną cieczą. Element grzejny
wbudowany do wiskozymetru umożliwia pomiar lepkości dla różnych
temp. Średnica kulki jest zbliżona do średnicy rury i słuszność
zachowuje ogólna zależność wynikająca z równania:



a mianowicie:



Gęstość cieczy ( oleju mineralnego ) wyznaczamy z zależności :

(1 = (0 ( 1 - ( (T )

gdzie : (0 - gęstość oleju w temp. 25 (C ( (0 = 960
kg/m3 )

( - współczynnik ( ( = 5.0 .
10-4 1/K )

Stałą kulki K można wyznaczyć stosując ciecz o znanej lepkości i
gęstości i mierząc czas opadania kulki. Gdy znana jest stała K1 dla
jednej kulki, to stosując drugą kulkę o tej samej gęstości łatwo
można wyznaczyć dla niej stałą K2, z zależności:



Wartości tych stałych podane są w opisie przyrządu.

Cylinder z cieczą badaną jest otoczony płaszczem cieczy
termostatującej. Dla poszczególnych zakresów temp. stosuje się
różne ciecze:

+1(C - +95(C -- woda destylowana ,

+80(C - +150(C -- gliceryna (czysta lub zmieszana w odpowiednim
stosunku z wodą),

-60(C - +30(C -- alkohol etylowy lub metylowy ( czysty albo zmieszany
w odpowiednim stos. z wodą ).

ąca o temp. utrzymywanej z dokładnością rzędu 0.05(C cyrkuluje
między zbiornikiem termostatu i płaszczem termostatującym
wiskozymetru. Przyczyną cyrkulacji cieczy jest pompka wirnikowa
termostatu związana z ruchem jego mieszadła.

Do regulacji temp. służy termometr kontaktowy w termostacie
sterujący pracą przerywacza rtęciowego w obwodzie grzejnika
termostatu.

OCENA METODY POMIAROWEJ:

Wiskozymetr H(pplera jest przyrządem precyzyjnym pozwalającym
osiągnąć dużą dokładność pomiaru. Granica błędu waha się od
(0.5 do (2% w zależności od średnicy kulki. Bardzo istotne jest
odpowiednie dobranie kulki, gdyż zbyt duża prędkość opadania tejże
pociąga za sobą ruch burzliwy cieczy badanej i z nim zawyżone
wartości dla współczynnika lepkości. Przy zachowaniu jednakowych
warunków pomiaru uzyskuje się powtarzalne wyniki. Przyrząd jest tak
dokładny, że już zmiana temp. o setne stopnia odbija się na czasie
opadania kulki.

TABELA POMIAROWA :

Lp T

[K] t [s] Tśr

[s] ńT

[kg/m3] (

[N˙?s?m-2] ((

[N˙?s?m-2]



1 2 3 4





1 25 40,52 39,50 39,49 39,22 39,68 960,0 0,349 1,529?10-3

2 30 37,09 36,60 36,54 35,82 36,51 957,6 0,321 1,530?10-3

3 35 34,14 33,14 33,58 32,84 33,43 955,2 0,294 1,530?10-3

4 40 30,57 30,23 29,91 29,88 30,15 952,8 0,265 1,531?10-3

5 45 27,44 27,32 27,21 26,98 27,24 950,4 0,240 1,531?10-3

6 50 25,33 24,83 25,20 24,67 25,01 948,0 0,220 1,532?10-3

7 57 22,00 21,88 21,57 21,97 21,85 944,6 0,192 1,533?10-3

8 64 19,91 19,72 20,19 19,77 19,90 941,3 0,175 1,533?10-3



Niepewność maksymalną pomiaru wyznaczamy metodą różniczki
zupełnej zgodnie z zależnością :



Wykres zależności współczynnika lepkości oleju mineralnego od
temperatury :



Wykres zależności logarytmu naturalnego współczynnika lepkości od
odwrotności temperatury:

















Wnioski:

Współczynnik lepkości maleje wraz ze wzrostem temperatury. Błędy
powstałe podczas wykonywania ćwiczenia są niewielkie ze względu na
dużą dokładność przyrządu . Granica błędu waha się od 0,5 do 2%
.

PAGE \# "'Strona: '#'