mechanics.pl

Przeglądaj wersję html pliku:

115p

TEMAT: Pomiar współczynnika lepkości cieczy za pomocą

wiskozymetru Hopplera.

IMIĘ I NAZWISKO: Paweł Hetmanowski

WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY Elektrotechnika SEMESTR: LETNI ROK AKADEMICKI
2001/2002

ZESPÓŁ nr 14 DATA WYKONANIA:

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 ).

Najdokładniejsze pomiary osiąga się przy współpracy wiskozymetru
H(pplera z ultratermostatem. Ciecz termostatująca 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.

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%
.