Материал: Методические указания к выполнению лабораторных работ по гидравлике. Бабкин В.Ф., Журавлева И.В

Всистеме единиц СИ вязкость измеряется в (н с)/м2, в технической системе - кГ с/м2, в CGS - в пуазах (Пз): 1 Пз = 1 дин с/см2 = 0,1 Па с.

Врасчётах принято широко использовать кинематическую вязкость (ν), представляющую собой отношение динамической вязкости к плотности жид-

кости (ρ):

Кинематический коэффициент вязкости измеряется в м2/с, в стоксах (Ст):

1Ст=1 см2/с =10-4 м2/с и в сантистоксах (сСт): 1 сСт= 0,01 Ст.

Ужидкостей вязкость обусловлена взаимным притяжением молекул. При повышении температуры усиливается молекулярное движение, связь между молекулами ослабевает, вязкость жидкости уменьшается.

Угазов вязкость обусловлена обменом молекулами между слоями. При повышении температуры обмен молекул газов увеличивается, а, следовательно, вязкость газов повышается.

Для измерения вязкости жидкости используются вискозиметры. Наибольшее применение в технической практике России находит вискози-

метр Энглера (ОСТ 6275) (для жидкостей с вязкостью ν<1000 cСт) (рис. 2).

В сосуд 1 наливают исследуемую жидкость (200 см3), подогревают до заданной температуры и затем, вынув стержень 5, выпускают жидкость из сосуда в ёмкость 7. Время опорожнения замечают секундомером.

За вязкость жидкости по Энглеру принимается отношение времени t истечения 200 см3 исследуемой жидкости при данной температуре ко времени истечения такого же объема воды при Т=200С (tв=58,3 сек). Эта условная единица вязкости называется градусом Энглера:

5

Результаты измерений и вычислений занести в табл. 1.

Построить график зависимости вязкости от температуры.

Сделать вывод об изменении значений вязкости жидкости с изменением температуры.

Контрольные вопросы

1.Что такое текучесть жидкости и как она связана с вязкостью?

2.Чему равна сила вязкого трения в покоящейся жидкости?

3.Почему скорость истечения жидкости через отверстие зависит от ее вяз-

кости?

4.Зависит ли вязкость в 0Е от площади отверстия вискозиметра Энглера?

5.Как зависит от температуры вязкость газов?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 2

ИЗМЕРЕНИЕ ДАВЛЕНИЙ ЖИДКОСТНЫМИ ПРИБОРАМИ

Темы для изучения при подготовке к работе:

1.Свойства гидростатического давления.

2.Основное уравнение гидростатики.

3.Приборы для измерения давлений.

2.1.Цель работы

1.Изучение свойств гидростатического давления.

2.Измерение избыточного и вакуумметрического давлений в резервуаре с сжатым и разреженным воздухом с помощью жидкостных манометров и определение абсолютного давления.

3.Определение удельного веса жидкости в спиртовом манометре.

7

2.2. Краткие теоретические сведения

Гидростатическое давление есть напряжение сжатия в точке покоящейся жидкости. Оно всегда направлено по нормали (т.е. перпендикулярно) к площади действия.

Различают абсолютное давление Рабс., отсчитываемое от нуля (от давления

Единицы измерения давления: в системе СИпаскаль (Па=н/м2); в технике используется атмосфера (атм) 1 атм= 1 кГ/см2 . Соотношение единиц измерения давления:

1 ат = 10 м.вод.ст.=735 мм рт.ст. = 98070 Па.

Для измерения избыточного и вакуумметрического давлений используют соответственно манометры и вакуумметры: жидкостные (пьезометры, U- образные дифманометры и др.), пружинные или деформационные (трубчатые, мембранные, сильфонные), поршневые, пьезоэлектрические и др.

Атмосферное давление определяют по барометру.

Жидкостные приборы, представляющие собой заполненную жидкостью открытую стеклянную трубку различной формы, используются преимущественно в лабораторных исследованиях при измерении давлений, не превышающих 3 атм. Возможность их применения для измерения давлений обусловлена основным уравнением гидростатики несжимаемой жидкости в поле силы тяжести:

где Ро - давление на свободной поверхности жидкости; h - высота столба жидкости, м;

γ- объёмный вес жидкости, кГ/м3.

2.3.Порядок выполнения работы

1.Определить атмосферное давление по барометру.

2.Для измерения избыточного давления необходимо:

8

открыть кран 2 (рис.3), чтобы объём резервуара имел сообщение с атмосферой и с мановакуумметрами.;

Рис. 3. Схема лабораторной установки для измерения давления в замкнутом воздушном

объёме с помощью жидкостных приборов: 1 - герметичный металлический резервуар;

2 - кран, сообщающий или разобщающий сосуд с атмосферным давлением; 3 - резиновая трубка, соединяющая

(как сообщающиеся сосуды) резервуар 1 со стеклянной трубкой 4; 5- шкала жидкостных приборов

трубку 4 опустить вниз насколько возможно (при открытом кране 2);

закрыть кран 2. В пространстве резервуара имеется объем воздуха

сатмосферным давления Ро;

медленно передвинуть трубку 4 вверх примерно до половины её возможного хода;

отметить уровни жидкости по шкале 5 и занести их значения в табл. 2 (разности уровней в правоми левом коленахманометров: водяного hв и

спиртового hс).

3.Для измерения вакуумметрического давления необходимо:

открыть кран 2 и установить трубку 4 вблизи верхнего положения;

закрыть кран 2. В объёме резервуара при этом установлено атмосферное давление;

медленно передвинуть трубку 4 вниз на некоторую величину;

отметить уровни жидкости по шкале 5 и занести их значения в табл. 2 (разности уровней hв и hс в коленах водяного и спиртового вакуумметров). По результатам внесённых значений уровней левого и правого колена

U-образной трубки по пп. 2.4 и 3.4, рассчитать разности уровней, избыточное (для сжатия)и вакуумметрическое (для разрежения)давления над уровнем

9