落球法丈量液体的黏滞系数试验报告 2400字       试验称号： 落球法丈量液体的黏滞系数 试验意图： 测定蓖麻油的黏滞系数。 试验器件： 变温黏度丈量仪，ZKY?PID温控试验仪，秒表，螺旋测微器，钢球若干。 . (温控试验仪) . （变温粘度仪） 试验原理: 如图1，质量为m的金属小球在黏滞液体中下落时，它会遭到三个力，别离是小 球的重力G，小球遭到的液体浮力F和黏滞阻力?。假如液体的黏滞性较大，小 球的质量均匀、体积较小、外表非常润滑，小球在液体中下落时不发生漩涡，而起 下落速度较小，则小球所遭到的黏滞阻力为 . ? =3??vd （斯托克斯公式） （图一） 其间是?液体的黏度，d是小球的直径，v是小球在流体中运动时相对于流体的 速度。 当小球开端下落时，速度较小，所遭到的黏滞阻力也较小，这时小球的重力大 于浮力和黏滞阻力之和，小球做加速运动；跟着小球速度的添加，小球所遭到 的黏滞阻力也跟着添加，当小球的速度到达必定的数值v0（称收尾速度）时， 三个力到达平衡，小球所受合力为零，小球开端匀速下落，此刻 G?F+? 即 mg??0gV?3??v0d 式中m、V别离标明小球的质量和体积，?0标明液体的密度。如用?标明小球的 密度，则小球的体积V为 4?d? V???? 3?2? 小球的质量m为 m??V? 代入mg??0gV?3??v0d并整理得 3?6d3? . ???0?gd2? ?? 18v0 本试验中，小球在直径为D的玻璃管中下落，液体在各方向无限宽广的条件不 满意，此刻黏滞阻力的表达式可加批改系数?1+2.4d/D? 批改为： (???0)gd2 ?? d18v0(1?2.4)D???0?gd2?，而??可18v0 当小球的密度较大，直径不是太小，而液体的黏度值又较小时，小球在液体中 的平衡速度v0会到达较大的值，奥西斯-果尔斯公式反映出了液体运动状况对 斯托 克斯公式的影响： 319???=3??v0d?1?Re?Re2?......? 1080?16? 其间Re称为雷诺数，是表征液体运动状况的无量纲参数。 Re?v0d?0 ? (???0)gd2 当Re小于0.1时，可以为? =3??vd、??建立。当0.1?Re?1时，d18v0(1?2.4)D 319??应考虑?=3??v0d?1?Re?Re2?......?中1级批改项的影响，当Re大于 11080?16? 时，还需考虑高档批改项。 319??考虑?=3??v0d?1?Re?Re2?......?中1级批改 项的影响及玻璃管的影1080?16? 响后，黏度?1可标明为： . ???0?gd2?1?? ?1= 18v01?2.4d/D1?3Re/161?3Re/16 因为3Re/16是远小于1的数，将1/?1?3Re/16?按幂级数打开后近似为 ???0?gd2?1??1?3Re/16，?1=又可标明为： 18v01?2.4d/D1?3Re/161?3Re/16 ?1=??3v0d?0 16 (???0)gd2 已知或丈量得到?、?0、D、d、v等参数后，由??核算黏度，再d18v0(1?2.4)D 由Re?v0d?0 ?核算Re，若需核算Re的1次批改，则由?1=??3v0d?0核算经修16 正的黏度?1。 试验进程： 1.查看仪器后边的水位管，将水箱的水加到适当值 往常加水从仪器顶部的注水孔注入。如水箱排空后第1次加水，应该用软管从 出水孔将水经水泵参加水箱，以便排出水泵内的空气，防止水泵空转（无循环 水流出）或宣布嗡鸣声。 2.设定PID参数 若对PID调理原理及办法感兴趣，可在不同的升温区段有意改动PID参数组合， 调查参数改动对调理进程的影响，探究最佳操控参数。 . 若仅仅把温控仪作为试验东西运用，则坚持仪器设定的初始值，也能到达较好 的操控作用。 3.测定小球直径 由Re?v0d?0 ?(???0)gd2 及??可见，当液体黏度及小球密度必守时，雷诺数18v0 ∝d3。在丈量蓖麻油的黏度时主张选用直径1～2mm的小球，这样可不考虑雷 Re? 诺批改或只考虑1级雷诺批改。 用螺旋测微器测定小球的直径d，将数据记载入表中。 4.测定小球在液体中下落速度并核算黏度 温控仪温度到达设定值后再等约10min，使样品管中的待测液体温度与加热水 温完全共同，才干测液体黏度。 用镊子夹住小球沿样品管中心悄悄放入液体，调查小球是否共同沿中心下落， 若样品管歪斜，应调理其铅直。丈量进程中，尽可能的防止与液体的扰动。 用秒表 丈量小球落经一段距离的时刻t，并核算小球速度v0,用 (???0)gd23??或?1???v0d?0核算黏度?，记入表中。在表中，列出了部 1618v0(1?2.4)D . 分温度下黏度的规范值，可将这些温度下黏度的丈量值与规范值比较，并核算 相对误差。将表中?的丈量值在坐标纸作图，标明黏度随温度的改变联系。 相对误差： 0.425-0.451 ×100％=5.75％ 0.4510.225-0.231 ×100％=2.59％ 0.231 试验悉数完成后，用磁铁将小球招引至样品管口，用镊子参加蓖麻油中保存， 以备下次试验运用。 试验数据记载: 小钢球的直径 . 黏度的测定 (???0)gd2 依据??得 d18v0(1?2.4)D . ??7.8?103kg/m3,?0?0.95?103kg/m3,D?2.0?10?2m 第二篇：流体力学试验报告（附图） 实 验 一 . . . . . . . . . 实 验 三 . . . ＋     -全文完- .