Data	Uwagi	Podpis
				09.04.2010 r.
Grupa 2	ICHiP rok III
Ćwiczenie nr 4
TEMAT: Charakterystyka płynięcia (wyznaczanie krzywej płynięcia za pomocą rotametru rotacyjnego).

Celem ćwiczenia było zapoznanie się z zasadą działanie rotametru rotacyjnego oraz wyznaczenie własności reologicznej substancji badanej - ketchupu. Wyniki pomiarów i obliczeń zestawiono w tabelach.

Tabela nr 1. Wyniki pomiarów.

L.p		S/S2		S/S3
				α	γ	α	γ
1		a	26,10	1,00	17,70	0,3333
2			29,60	1,80	20,50	0,6000
3			34,50	3,00	23,20	1,0000
4			41,60	5,40	26,90	1,8000
5			49,60	9,00	31,10	3,0000
6			61,80	16,20	37,00	5,4000
7			76,10	27,00	43,70	9,0000
8			99,50	48,60	53,50	16,2000
9			17,50	81,00	64,70	27,0000
10			21,70	145,80	83,50	48,6000
11			26,20	243,00	12,70	81,0000
12			33,00	437,40	15,80	145,8000
1		b	22,90	0,50	12,50	0,1687
2			26,90	0,90	19,00	0,3000
3			30,30	1,50	20,70	0,5000
4			35,80	2,70	23,60	0,9000
5			41,30	4,50	26,70	1,5000
6			49,20	8,10	30,90	2,7000
7			58,50	13,50	35,60	4,5000
8			73,70	24,30	42,50	8,1000
9			92,40	40,50	50,00	13,5000
10			14,60	72,90	62,50	24,3000
11			18,10	121,50	76,20	40,5000
12			23,00	218,70	96,90	72,9000

Opracowanie wyników:

1. Naprężenie styczne na powierzchni wewnętrznego cylindra.

Stałe Z

	I	II
S/S2	0,6	5,97
S/S3	0,829	8,13

1. Na podstawie obliczonych naprężeń stycznych wykonano wykres krzywej płynięcia τ = f(γ) oraz opisanio prostą równaniem potęgowym Ostwalda-de Waele:

Oś y - τ [Pa]

Oś x - γ [1/s]

Model Ostwalda-de Waele

τ = kγⁿ

odczytując z wykresu:

2. Obliczenie lepkości dynamicznej zgodnie z prawe Newtona ( krzywe płynięcia nie odbiegają w znacznym stopniu od prostej równoległej do przekątnej wykresu)

Na podstawie obliczonych lepkości dynamicznych wykonano wykres η = f(γ) .

Oś y - η [Pas]

Oś x - γ [1/s]

Tabela nr 2. Wyniki obliczeń

		S/S2				S/S3
a	lp	α	τ	η	γ	α	τ	η	γ
		1	26,10	15,66	15,66	1,00	17,70	14,67	44,02	0,33
		2	29,60	17,76	9,87	1,80	20,50	16,99	28,32	0,60
		3	34,50	20,70	6,90	3,00	23,20	19,23	19,23	1,00
		4	41,60	24,96	4,62	5,40	26,90	22,30	12,39	1,80
		5	49,60	29,76	3,31	9,00	31,10	25,78	8,59	3,00
		6	61,80	37,08	2,29	16,20	37,00	30,67	5,68	5,40
		7	76,10	45,66	1,69	27,00	43,70	36,23	4,03	9,00
		8	99,50	59,70	1,23	48,60	53,50	44,35	2,74	16,20
		9	17,50	104,48	1,29	81,00	64,70	53,64	1,99	27,00
		10	21,70	129,55	0,89	145,80	83,50	69,22	1,42	48,60
		11	26,20	156,41	0,64	243,00	12,70	103,25	1,27	81,00
		12	33,00	197,01	0,45	437,40	15,80	128,45	0,88	145,80
	b	1	22,90	13,74	27,48	0,50	12,50	10,36	61,43	0,17
		2	26,90	16,14	17,93	0,90	19,00	15,75	52,50	0,30
		3	30,30	18,18	12,12	1,50	20,70	17,16	34,32	0,50
		4	35,80	21,48	7,96	2,70	23,60	19,56	21,74	0,90
		5	41,30	24,78	5,51	4,50	26,70	22,13	14,76	1,50
		6	49,20	29,52	3,64	8,10	30,90	25,62	9,49	2,70
		7	58,50	35,10	2,60	13,50	35,60	29,51	6,56	4,50
		8	73,70	44,22	1,82	24,30	42,50	35,23	4,35	8,10
		9	92,40	55,44	1,37	40,50	50,00	41,45	3,07	13,50
		10	14,60	87,16	1,20	72,90	62,50	51,81	2,13	24,30
		11	18,10	108,06	0,89	121,50	76,20	63,17	1,56	40,50
		12	23,00	137,31	0,63	218,70	96,90	80,33	1,10	72,90

WNIOSKI:

Podczas ćwiczenia badaliśmy własności reologiczne ketchupu. Dokonywaliśmy pomiarów momentu α dla wykorzystanych do przeprowadzenia badania dwóch cylindrów S/S2 i S/S3. Na podstawie uzyskanych wyników oraz stałych cylindrów wykonaliśmy obliczenia naprężeń stycznych oraz lepkości dynamicznej płynu. Po wykonaniu działań matematycznych sporządzono wykresy krzywej płynięcia i krzywej lepkości. Zależność naprężenia stycznego τ od prędkości ścinania określa się zwykle za pomocą modelu reologicznego Ostwalda-de Waele'a w postaci prawa wykładniczego: τ = kγⁿ gdzie k to parametr reologiczny zwany współczynnikiem konsystencji. Wielkość n jest to z kolei bezwymiarowy parametr reologiczny zwany wskaźnikiem płynięcia, będący miarą odchylenia cieczy od cieczy newtonowskiej. Równanie przybrało postać
. Gdy n=1 obrazem graficznym powyższej funkcji jest linia prosta, a ciecz jest cieczą newtonowską, w przypadku cieczy badanej podczas ćwiczenia n<1 co jest charakterystyczne dla płynów rozrzedzanych ścinaniem.

---