Механика житкостей лаба 1. Хуйня-2. Отчет по лабораторной работе 1 по дисциплине Механика жидкости и газа

• Название: Отчет по лабораторной работе 1 по дисциплине Механика жидкости и газа
• Анкор: Механика житкостей лаба 1
• Дата: 06.03.2023
• Размер: 79.5 Kb.
• Имя файла: Хуйня-2.doc
• Тип: Отчет; #971256

ФГБОУ ВО «Тольяттинский государственный университет»
Центр инженерного оборудования

ОТЧЕТ

по лабораторной работе №1

по дисциплине «Механика жидкости и газа»
Измерение вязкости жидкости

Выполнил студент гр. …
Принял преподаватель: Сайриддинов С.Ш.


Тольятти 2023

1.Цель работы:

Приобретение навыков экспериментального определения вязкости исследуемой жидкости при помощи вискозиметра Энглера.

2.Описание лабораторной установки

Вискозиметр Энглера (рис.2.1) состоит из металлического цилиндра 1, имеющего цилиндрическое дно с отверстием. Отверстие закрывается стержнем. При исследовании зависимости и изменения вязкости жидкости от температуры цилиндр помещают в водяную ванну 3 с регулируемым подогревом воды, 4 – электронагреватель, 5 – мерный стакан.



Рисунок. 2.1. Вискозиметр Энглера.

3.Физическая формулировка расчетных формул по определению вязкости исследуемой жидкости

При движении реальной жидкости между ее отдельными слоями возникают внутренние силы, величина которых зависит от вида жидкости и характера распределения скоростей между слоями.

Согласно гипотезе Ньютона, подтвержденной экспериментальными исследованиями, касательное напряжение трения в жидкости определяется зависимостью:



(3.1)

г де μ – коэффициент динамической вязкости;

- градиент скорости.

Коэффициент μ характеризует вязкость жидкости, т.е. свойство жидкости оказывать сопротивление относительному сдвигу ее частиц. Вязкость жидкостей зависит от температуры и давления. C увеличением температуры вязкость капельных жидкостей уменьшается, а газов увеличивается, что объясняется различным молекулярным строением жидкостей и газов. В капельных жидкостях вызывается силами молекулярного сцепления, которое уменьшается с увеличением температуры. В газах вязкость обусловлена беспорядочным тепловым движением молекул, интенсивность которого увеличивается с температурой, что приводит к увеличению взаимодействия молекул газа при их столкновении.

Для чистой пресной воды зависимость μ от температуры t определяется по формуле Пуазейля:

μ_воды = 0,0179/(1+0,0368t+0,000221t²) . (3.2)

Для воздуха применяется формула Милликена:

μ_возд = 1,745 ·10^-6 + 5,03 · 10^-9 t. (3.3)

При давлениях, встречающихся на практике (до 200 ат), вязкость капельных жидкостей мало зависит от давления, и этим изменением обычно пренебрегают. Вязкость газов уменьшается с увеличением давления.

Динамическая вязкость измеряется в Па·с [СИ]:

1 Па·с = 0,102 кгс·с/м = 10 г/(c·см) = 10 П (Пуаз) .

Кроме динамической вязкости μ в гидравлике применяется кинематический коэффициент вязкости ν:

(3.4)

где ρ – плотность жидкости.

Кинематическая вязкость измеряется в м²/c:

1 м²/c = 1 · 10⁴ см²/c = 1 · 10⁴ Cт (Стокс) .

На практике вязкость жидкостей определяется вискозиметрами. Наибольшее распространение получил вискозиметр Энглера. При определении ν, см²/с, можно пользоваться формулой:

ν = (0,0731ºЭ – 0,0631/ºЭ), (3.5)

где ºЭ – градусы Энглера;

ºЭ = τ₁/τ₂ , (3.6)

где τ₁ – время истечения заданного объема испытуемой жидкости;

τ₂ – время истечения эталонной жидкости (дистиллированная вода).

Градиент скорости в формуле (3.1) характеризует относительное изменение скорости между отдельными слоями потока.

Представим два слоя А и В (рис. 3.1), которые расположены на расстоянии ∆y один от другого.



Рисунок. 3.1. Распределение скоростей при течении жидкости в трубе.

Слой В движется со скоростью U, слой А со скоростью U+∆U. Величина ∆U является абсолютным сдвигом слоя А по слою В, а ∆U/∆y – есть градиент скорости. Если слои будут находиться бесконечно близко друг к другу, то для двух соседних слоев градиент скорости равен dU/dy.

4. Результаты измерений и расчетов

№ опыта

жидкость

время истечения

Среднее время

температура

Плотность

Вязкость исследуемой жидкости

τ

τср

t, градус,С

ρ , кг/м3

Э

ν

μ

см2/с

стокс

санти стокс

м2/с

г/с*см

пуаз

Па*с

1

исследуемая жидкость(вода)

+25

2

исследуемая жидкость(вода)

3

исследуемая жидкость(вода)

1

дистилированная вода

2

дистилированная вода

3

дистилированная вода

Таблица4.1

5Указания к заполнению таблицы:

1.Подсчитайте τ_ср; 2.Найдите ρ по таблице ( Л.1 стр.323 или Л.2..стр.309 ); 3.По формуле (3.5 ) вычислите ν и по формуле (3.4) вычислите μ; 4.Проверяйте размерности коэффициентов ν и μ в разных системах измерений.

7.Обшие выводы ( составляем самостоятельно)

8.Контрольные вопросы:

1.Определение и классификация жидкостей.

2.Основные физические свойство жидкостей и газов ( плотность, удельный вес, относительный плотность, относительный удельный вес, удельный объем, вязкость, коэффициенты вязкости, сжимаемость, модуль упругости, расширяемость, изменение объема при изменении давления, изменение плотности при изменении давления ) , формулы и размерности.

3.Газовые законы – определение и формулы описывающие газовых законов.

4.Что называется вязкостью жидкости и в чем измеряется?

5.Как определяется сила трения и от чего зависит величина силы трения при движении жидкости?

6.Что такое градиент скорости сдвига?

7.Какие коэффициенты вязкости вы знаете, как они определяются и в каких размерностях?

8.Как изменяется вязкость жидкостей и газов с изменением температуры и давления?

9.Чем объясняется наличие вязкости в жидкостях и газах?

10.Что из себя представляют ньютоновские и неньютоновские жидкости ?
9. Содержание отчета по лабораторной работе№1
Титульный лист (см. пример титульного листа)

1. Цель работы (см. пункт 1. )

2.Характеристика лабораторного стенда (см. пункт.2.)

3.Расчетные формулы применяемые по теме данной работы ( см. пункт 3.) 4.Результаты измерений и расчетов( см.пункт 5).

5. Выводы по данной работе ( пишем самостоятельно)

5.Контрольные вопросы ( см.пункт 7) и ответы на них по данной тематике (проработаем самостоятельно: Л.1. стр 16-37 или Л.2 стр .16.36 ).
Примечание: на заданные вопросы можно найти ответы в интервалах заданных страниц в зависимости от смысла конкретно поставленного вопроса.

Отвечаем только по существу.
Примечания к пункту 9:

1.Отвечаем на контрольные вопросы письменно

2.Отчет составляется в стандартной форме ( формат А-4) с соблюдением существующих правил размещения материалов

Рекомендуемая литература: Л.1. – Гидравлика систем водоснабжения и водоотведения.Уч.пособие для вузов.АСВ.2004,2012 // Сайриддинов С.Ш. Л.2- Механика жидкости и газа.Уч.пособие для вузов.ТГУ.2002 // Сайриддинов С.Ш. Сайриддинов С.Ш. Л-3.-Основы гидравлики (Механика жидкости и газа): учебник / С.Ш.Сайриддинов.- Москва : МГСУ : АСВ, 2014. – 386с. : ил. – (Высшее образование. Бакалавриат). – ISBN 978-5-4323-0026-3