|
|||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Экспериментальная установка и методика измерений. В данной лабораторной работе коэффициент вязкости воздуха определяется капиллярным методом
В данной лабораторной работе коэффициент вязкости воздуха определяется капиллярным методом. В случаем протекания жидкости или газа в прямолинейной цилиндрической трубе (капилляре) при малых скоростях поток газа движется отдельными слоями, которые не смешиваются между собой. В этом случае слои представляют собой систему бесконечно тонких цилиндрических поверхностей, вложенных одна в другую и имеющих общую ось, совпадающую с осью трубы. Вследствие хаотического теплового движения молекулы непрерывно переходят из слоя в слой и при столкновениях с другими молекулами обмениваются импульсами своего движения. Выделим в капилляре воображаемый цилиндрический объем радиусом и длиной , как показано на рис. 1.2. Обозначим давления на его торцах и . При установившемся течении сила давления на цилиндр (1.12) уравновесится силой внутреннего трения , которая действует на боковую поверхность цилиндра со стороны внешних слоев газа: . (1.13) Сила внутреннего трения опре Рис. 1.2. Определение объемного расхода деляется по закону Ньютона (1.11), газа при его течении через капилляр в котором переменную следует заменить на .С учетом того, что площадь боковой поверхности цилиндра равна и скорость уменьшается при удалении от оси трубы , можно записать:
. (1.14) После подстановки выражений (1.12) и (1.14) в (1.13) получим: . (1.15) Разделим переменные в этом выражении: . Проинтегрируем это равенство: , и получим: , (1.16) где C – постоянная интегрирования. Для определения C используем граничные условия: при скорость газа должна обращаться в ноль, поскольку сила внутреннего трения о неподвижную стенку капилляра тормозит смежный с ней слой газа. С учетом значения C выражение (1.16) примет вид: . (1.17) Рассчитаем объемный расход газа, то есть объем газа, протекающий за единицу времени через поперечное сечение трубы. Через кольцевую площадку с внутренним радиусом и внешним радиусом ежесекундно протекает объем газа . Тогда через капиллярную трубку радиусом и длиной протекает объем газа: , (1.18) или . (1.19) Формула (1.19) называется формулой Пуазейля. Она используется для экспериментального определения коэффициента вязкости газа. В состав экспериментальной установки (рис.1.3) для определения коэффициента вязкости воздуха входят: компрессор для нагнетания воздуха в капилляр, реометр для измерения объемного расхода воздуха (расход устанавливается регулятором «воздух») и водяной манометр для определения разности давлений воздуха на концах капилляра. Геометрические размеры капилляра: длина 10,0 см, диаметр 0,90 мм. Эксперимент осуществляется в следующем порядке. 1. Включите установку тумблером «Сеть». При этом загорится индикатор включения. 2. Тумблером «Вкл» на блоке 2 включите компрессор. Поворачивая регулятор «Воздух», установите расход воздуха (не более м-3). Запишите показания реометра. 3. Измерьте разность высот столбов воды в коленах манометра , выразите ее в метрах и определите , Па. 4. Повторите измерения пп. 2-3 еще два раза. 5. Установите регулятор расхода воздуха на минимум, выключите установку.
Рис. 1.3. Экспериментальная установка для определения коэффициента вязкости газов: Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.003 сек.) |