液體粘度的測(cè)定

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專業(yè)： 化學(xué)工程與工藝 姓名： 馬中柱 學(xué)號(hào)： 日期： 2013.9.18 地點(diǎn)： 教十3203 裝 訂 線實(shí)驗(yàn)報(bào)告課程名稱： 過(guò)程工程原理實(shí)驗(yàn)（甲） 指導(dǎo)老師： 葉向群 成績(jī)：_實(shí)驗(yàn)名稱： 液體粘度的測(cè)定 實(shí)驗(yàn)類型： 同組學(xué)生姓名： 一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容二、實(shí)驗(yàn)裝置與流程示意圖三、實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)（實(shí)驗(yàn)原理）四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理 六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析七、思考題一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛢?nèi)容1、掌握旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)測(cè)量液體粘度的基本原理。2、學(xué)會(huì)使用旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)測(cè)定液體粘度的方法。二、實(shí)驗(yàn)裝置與流程示意圖整個(gè)旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)的裝箱圖主要包括電機(jī)、刻度盤機(jī)構(gòu)和從大到小排列

2、的04號(hào)五個(gè)轉(zhuǎn)子，電機(jī)有調(diào)速機(jī)構(gòu)，可產(chǎn)生6、12、30、60轉(zhuǎn)/分四種轉(zhuǎn)速，刻度盤機(jī)構(gòu)和測(cè)量方法見(jiàn)圖1。測(cè)定過(guò)程中指針在刻度盤上指示的讀數(shù)乘以系數(shù)表上的特定系數(shù)即為被測(cè)液體的粘度（以厘泊表示）。不同轉(zhuǎn)子、不同轉(zhuǎn)速對(duì)應(yīng)的測(cè)量系數(shù)不同，其量程也不一樣。本實(shí)驗(yàn)配備的轉(zhuǎn)子黏度計(jì)系數(shù)表和量程表如表1和表2。 圖1旋轉(zhuǎn)式黏度計(jì)示意圖表1系數(shù)表轉(zhuǎn)/分轉(zhuǎn)子603012600.10.20.51112510251025503204010020041002005001000表2量程表轉(zhuǎn)/分 量程cP轉(zhuǎn)子603012601020501001100200500100025001000250050003200040001

3、0000200004100002000050000三、實(shí)驗(yàn)的理論依據(jù)（實(shí)驗(yàn)原理）圖2旋轉(zhuǎn)黏度計(jì)工作原理圖如圖2.半徑R長(zhǎng)L的圓柱體轉(zhuǎn)子浸沒(méi)于盛有液體的圓筒形容器中心，并以角速度w作勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。假設(shè)容器是半徑為kR的圓柱形，液體是牛頓流體，忽略端效應(yīng)的影響，則再兩圓柱形成的縫隙中，速度分布為：這時(shí)轉(zhuǎn)子所受的扭矩M：一般容器比轉(zhuǎn)子大得多，可認(rèn)為k，從而式中r半徑，m;trq剪應(yīng)力，N/m2;m粘度，kg/(ms)。轉(zhuǎn)子選定后，Mmw，在一定的轉(zhuǎn)速w下，M與被測(cè)液體的粘度m成正比，藉此原理可以測(cè)定液體的粘度。當(dāng)同步電機(jī)以恒定速度旋轉(zhuǎn)時(shí)，連接的刻度圓盤、游絲和轉(zhuǎn)軸將帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。若轉(zhuǎn)子未受到任何液體阻力

4、，則游絲、指針和刻度盤將同速轉(zhuǎn)動(dòng)，指針刻度盤讀數(shù)為0；反之若轉(zhuǎn)子受到液體的粘滯阻力，則游絲產(chǎn)生扭矩，與粘滯阻力達(dá)到平衡，這時(shí)與游絲連接的指針在刻度盤上指示出一定的讀數(shù)。該讀數(shù)表示游絲的扭轉(zhuǎn)角，與扭矩相對(duì)應(yīng)，乘以某一系數(shù)后即能得出液體的粘度值。四、實(shí)驗(yàn)步驟及注意事項(xiàng)（一）實(shí)驗(yàn)步驟1. 準(zhǔn)備被測(cè)液體（如硅油），置于直徑不小于70的燒杯或圓筒形容器中，控制被測(cè)液體溫度，并記錄下來(lái)；2. 旋松連接螺桿下端的黃色螺釘，取下黃色包裝套圈；3. 將選好的轉(zhuǎn)子旋入連接螺桿，旋轉(zhuǎn)升降旋鈕，使儀器緩慢的下降，轉(zhuǎn)子逐漸浸入容器中心的被測(cè)液體中，直至轉(zhuǎn)子液面標(biāo)志和液面相平；4. 調(diào)整儀器水平，然后按下指針控制桿，轉(zhuǎn)動(dòng)

5、變速旋鈕，使所需轉(zhuǎn)速數(shù)向上，對(duì)轉(zhuǎn)速度指示點(diǎn)；5. 開(kāi)啟電機(jī)開(kāi)關(guān)，使轉(zhuǎn)子在液體中旋轉(zhuǎn)，并放松指針控制桿，經(jīng)過(guò)多次旋轉(zhuǎn)（大約2030秒），待指針趨于穩(wěn)定，按下指針控制桿，使讀數(shù)固定，再關(guān)閉電機(jī)，使指針停在讀數(shù)窗內(nèi)，讀取讀數(shù)，若電機(jī)關(guān)閉后指針不在讀數(shù)窗內(nèi)，可繼續(xù)按住控制桿，反復(fù)開(kāi)啟和關(guān)閉電機(jī)，使指針落在讀數(shù)窗內(nèi)；6. 重復(fù)測(cè)定35次，如數(shù)據(jù)波動(dòng)不大，取平均值作為測(cè)定結(jié)果，否則重復(fù)步驟5、6；7. 當(dāng)指針?biāo)傅臄?shù)值過(guò)高或過(guò)低時(shí)，可變換轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)子，務(wù)使讀數(shù)在3070格之間；8. 實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)及時(shí)清洗轉(zhuǎn)子，清潔后要妥善安放于轉(zhuǎn)子架上，指針控制桿應(yīng)用橡皮筋圈住，連接螺桿上應(yīng)套入黃色包裝套圈，然后用螺釘擰緊。

6、（二）注意事項(xiàng)1、被測(cè)液體溫度需要控制；2、將轉(zhuǎn)子旋入連接螺桿時(shí)注意逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)樾胙b上，順時(shí)針為旋出卸下，以免損壞儀器；3、旋轉(zhuǎn)升降旋鈕時(shí)，用手托住儀器，防止自重墜落；4、在按下指針控制桿時(shí)，不能用力過(guò)猛，轉(zhuǎn)速慢時(shí)也可不用控制桿，直接讀數(shù)。5、實(shí)驗(yàn)結(jié)束后應(yīng)清洗轉(zhuǎn)子，但不得在儀器上進(jìn)行。五、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄及處理當(dāng)時(shí)室溫29.8，分別做四組轉(zhuǎn)子的數(shù)據(jù)，得下表：表3實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表序號(hào)1234轉(zhuǎn)速（轉(zhuǎn)/分）6123060612306061230606123060系數(shù)10521502510520010040201000500200100讀數(shù)85/18.537.394/59.825503.541020由表

7、中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，3號(hào)轉(zhuǎn)子的數(shù)據(jù)最符合書(shū)中的區(qū)間要求。故選取3號(hào)轉(zhuǎn)子的數(shù)據(jù)作為計(jì)算數(shù)據(jù)，得下表：表4 3號(hào)轉(zhuǎn)子數(shù)據(jù)處理表轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分）6123060系數(shù)2001004020讀數(shù)59.82550粘度/cP100098010001000平均粘度/cP995六、實(shí)驗(yàn)結(jié)果及分析實(shí)驗(yàn)測(cè)得測(cè)得的黏度分別為：1000cP、980cP、1000cP和1000cP,取平均值得平均=995 cP由于無(wú)法查得硅油在該溫度的標(biāo)準(zhǔn)粘度，故無(wú)法測(cè)得相對(duì)誤差。誤差分析：1、 儀器自身存在的系統(tǒng)誤差；2、 由于轉(zhuǎn)速過(guò)大引起的讀數(shù)誤差；3、 轉(zhuǎn)子浸沒(méi)液體深度過(guò)高或者過(guò)低導(dǎo)致的誤差；4、 轉(zhuǎn)子的實(shí)際轉(zhuǎn)速與顯示轉(zhuǎn)速有偏差；5、 轉(zhuǎn)子表面

8、沒(méi)有清潔干凈，殘留雜質(zhì)。七、思考題：1、轉(zhuǎn)子是否必須放在容器中心？容器的大小對(duì)測(cè)量結(jié)果有何影響？答：轉(zhuǎn)子若半徑足夠大可以略微偏離中心而不會(huì)引起較大誤差。容器太小會(huì)使待測(cè)液在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)受容器壁摩擦力較大，使轉(zhuǎn)速有變化。2、轉(zhuǎn)子和轉(zhuǎn)速的選擇應(yīng)遵循什么原則？答：應(yīng)使讀數(shù)維持在3090格之間。出師表：先帝創(chuàng)業(yè)未半而中道崩殂，今天下三分，益州疲弊，此誠(chéng)危急存亡之秋也。然侍衛(wèi)之臣不懈于內(nèi)，忠志之士忘身于外者，蓋追先帝之殊遇，欲報(bào)之于陛下也。誠(chéng)宜開(kāi)張圣聽(tīng)，以光先帝遺德，恢弘志士之氣，不宜妄自菲薄，引喻失義，以塞忠諫之路也。宮中府中，俱為一體；陟罰臧否，不宜異同。若有作奸犯科及為忠善者，宜付有司論其刑賞，以昭陛下

9、平明之理；不宜偏私，使內(nèi)外異法也。侍中、侍郎郭攸之、費(fèi)祎、董允等，此皆良實(shí)，志慮忠純，是以先帝簡(jiǎn)拔以遺陛下：愚以為宮中之事，事無(wú)大小，悉以咨之，然后施行，必能裨補(bǔ)闕漏，有所廣益。將軍向?qū)?，性行淑均，曉暢軍事，試用于昔日，先帝稱之曰“能”，是以眾議舉寵為督：愚以為營(yíng)中之事，悉以咨之，必能使行陣和睦，優(yōu)劣得所。 親賢臣，遠(yuǎn)小人，此先漢所以興隆也；親小人，遠(yuǎn)賢臣，此后漢所以傾頹也。先帝在時(shí)，每與臣論此事，未嘗不嘆息痛恨于桓、靈也。侍中、尚書(shū)、長(zhǎng)史、參軍，此悉貞良死節(jié)之臣，愿陛下親之、信之，則漢室之隆，可計(jì)日而待也。臣本布衣，躬耕于南陽(yáng)，茍全性命于亂世，不求聞達(dá)于諸侯。先帝不以臣卑鄙，猥自枉屈，三顧臣于草廬之中，咨臣以當(dāng)世之事，由是感激，遂許先帝以驅(qū)馳。后值傾覆，受任于敗軍之際，奉命于危難之間，爾來(lái)二十有一年矣。先帝知臣謹(jǐn)慎，故臨崩寄臣以大事也。受命以來(lái)，夙夜憂嘆，恐托付不效，以傷先帝之明；故五月渡瀘，深入不毛。今南方已定，兵甲已足，當(dāng)獎(jiǎng)率三軍，北定中原，庶竭駑鈍，攘除奸兇，興復(fù)漢室，還于舊都