Дослід 2. Визначення густини та в’язкості рідини

Опис обладнання і виконання дослідів

Вимір густини рідини найпростіше провадити за допомогою ареометрів. Ареометр являє собою скляний поплавець, який заповнений сталевими кульками. У верхній, вузькій, частині знаходиться шкала. Занурюючи ареометр у досліджувану рідину, ми відмічаємо на рівні рідини значення відносної густини. Виконати заміри густини рідини при різних температурах, для чого треба помістити циліндр з рідиною, в яку занурений ареометр, в термостат. Температура води в термостаті встановлюється і регулюється за допомогою терморегулятора. Студент повинний розібратись у роботі цього пристрою за допомогою інструкції до приладу.

Для визначення кінематичного коефіцієнту в’язкості використовуємо капілярний віскозиметр (рис.3.2). Віскозиметр входить у склад установки, куди крім віскозиметра входить ванна з водою, дно якої підігрівається електричною плиткою. Віскозиметр закріплений на штативі.

Рис. 3.2. Схема лабораторної установки:

1 – віскозиметр ВЗР-2 (рос. – ВПЖ-2); 2 – ванна з водою; 3 – електрична плитка; 4 – штатив;

5 – груша; 6 – термометр.

Для виміру температури води використовують термометр. Рідина, яка досліджується, заливається у віскозиметр, який разом з термометром поміщають у ванну з водою. При фіксованому значенні стабілізованої температури води в ванні і закритому верхньому отворі лівого коліна за допомогою груші підіймають рівень рідини в правому коліні віскозиметру трохи віще відмітки М₁. Потім, відпустивши грушу і припинивши її стиск, за допомогою секундоміру заміряють час t (с) переміщення меніску рідини від відмітки М₁ до відмітки М₂. Дослід виконують не менш 3-4 разів при одному й тому ж значенні температури. В розрахунки беруться середні значення t. Коефіцієнти в’язкості розраховуються за формулою:

n = сt, м²/с (3.5)

де коефіцієнт пропорційності с наводиться в паспорті віскозиметру і для даного приладу дорівнює 0,08×10^-4 м²/с².

Результати замірів густин, часу витікання рідини, а також розрахунки кінематичного і динамічного коефіцієнтів у залежності від температури звести в табл. 3.2. Побудувати залежності n=f(t) i m=f(t).

Таблиця 3.2

Контрольні питання

1. Як визначається режим руху рідини в трубі?

2. У чому полягає відмінність структур потоку при ламінарному і турбулентному режимах руху рідини в трубах?

3. Якою кривою описується розподіл швидкостей у перерізі трубопроводу при ламінарному режиму руху рідини?

4. Що таке “середня швидкість”?

5. Який зв’язок між динамічним і кінематичним коефіцієнтами в’язкості?

6. Як впливає температура на густину і в’язкість рідин та газів?