Cel ćwiczenia laboratoryjnego:
Celem ćwiczenia jest:

• Zapoznanie studentów z metodami określania lepkości cieczy różnymi metodami

• Zapoznanie studentów z metodami wykonywania pomiarów lepkości dynamicznej wiskozymetrami Englera, Hopplera i Oswalda

• Zapoznanie studentów z metodyką pomiaru lepkości dynamicznej wiskozymetrami Ubbelohego.

Zakres ćwiczenia objął:

• Zapoznanie się instrukcją ćwiczenia

• Wykonanie pomiarów lepkości dynamicznej wiskozymetrami Ubbelohego.

Opis stanowiska badawczego:

Lepkość- jest to zdolność płynów do przenoszenia naprężeń stycznych. Występuje tylko w czasie ruchu względnego sąsiednich warstw płynu i zanika wraz z ustaniem ruchu. Powstające siły styczne można traktować jako siły tarcia podczas wzajemnego przesuwania się warstw płynu po sobie.

Miara lepkości jest współczynnik :

• Dynamiczny- wyraża stosunek naprężeń ścinających do szybkości ścinania

µ=$\frac{\tau}{\text{dv}}$

dn

τ- naprężenie statyczne działające na jednostkę powierzchni w płaszczyźnie przesunięcia cieczy

$\frac{\text{dv}}{\text{dn}}$- gradient prędkości w kierunku normalnym do płaszczyzny przesunięcia

• Kinematyczny- jest stosunkiem lepkości dynamicznej do gęstości płynu:

ρ – gęstość cieczy [kg/m3]

Zależność lepkości od temperatury

ciecze – siły oddziaływań międzycząsteczkowych wraz ze wzrostem temperatury

maleją, czyli wzrost temperatury powoduje obniżenie lepkości cieczy,

Gazy – wykazują wzrost lepkości w miarę przyrostu temperatury. W stanie gazowym

siły międzycząsteczkowe są bardzo słabe i ich wpływ na tarcie wewnętrzne jest mały. Wzrost

temperatury zwiększa średnia prędkość cząsteczek gazu a to z kolei zmniejsza średnia drogę

swobodna i zwiększa częstotliwości zderzę cząsteczek, co prowadzi do wzrostu lepkości.

Przepływ laminarny jest to przepływ uwarstwiony (cieczy lub gazu), w którym

kolejne warstwy płynu nie ulęgają mieszaniu (w odróżnieniu od przepływu turbulentnego,

burzliwego). W ruchu laminarnym elementy płynu poruszają sie po torach prostych lub

łagodnie zakrzywionych, w zależności od kształtu ścian sztywnych, co sprawia wrażenie,

jakby płyn poruszał sie warstwami, miedzy którymi nie odbywa sie wymiana płynu. Podczas

przepływu laminarnego, charakteryzującego sie przewaga sił lepkości nad siłami

bezwładności, wszelkie powstające przypadkowo zaburzenia są tłumione, zatem przepływ ten

jest stateczny (stabilny).

Wiskozymetr Englera

Lepkość wyznacza sie na podstawie czasu przepływu określonej ilości płynu przez

odpowiednio skalibrowane rurki kapilarne pod działaniem znanej różnicy ciśnień.

Wiskozymetr Englera stosowany jest głównie do wyznaczania lepkości olejów i smarów.

Rysunek 1. Lepkościomierz Englera: 1 - naczynie pomiarowe, 2 - otwór kapilary, 3 – pokrywa, 4 – zatyczka, 6 - łaźnia olejowa, 7 - mieszadło, 8 - haczyki