Sprawozdanie z wykonania ćwiczenia nr 115.

TEMAT : Pomiar współczynnika lepkości cieczy za pomocą wiskozymetru Höpplera
IMIĘ I NAZWISKO : Jacek Szulc
WYDZIAŁ : Elektryczny	SEMESTR : zimowy	ROK AKADEMICKI : 1995/96
ZESPÓŁ : nr 11	DATA WYKONANIA : 10 listopada 1995 roku
OCENA :	PODPIS :

1.PODSTAWY TEORETYCZNE

Pomiar współczynnika lepkości za pomocą wiskozymetru Hopplera polega na mierzeniu czasu opadania kulki w cylindrycznej, nachylonej do pionu pod kątem 10° rurze napełnionej badaną cieczą. Element grzejny wbudowany do wiskozymetru umożliwia pomiar lepkości dla różnych temp. Średnica kulki jest zbliżona do średnicy rury i słuszność zachowuje ogólna zależność wynikająca z równań:

oraz

a mianowicie:

gdzie η - współczynnik lepkości cieczy badanej,

t - czas spadania kulki,

ρ - gęstość kulki,

ρ₁ - gęstość cieczy,

K - stała kulki.

_,

Stałą kulki K można wyznaczyć stosując ciecz o znanej lepkości i gęstości i mierząc czas opadania kulki. Gdy znana jest stała K₁ dla jednej kulki, to stosując drugą kulkę o tej samej gęstości łatwo można wyznaczyć dla niej stałą K₂, z zależności:

Wartości tych stałych podane są w opisie przyrządu.

Cylinder z cieczą badaną jest otoczony płaszczem cieczy termostatującej. Najdokładniejsze pomiary osiąga się przy współpracy wiskozymetru Hopplera z ultratermostatem. Ciecz termostatująca o temp. utrzymywanej z dokładnością rzędu 0.05°C cyrkuluje między zbiornikiem termostatu i płaszczem termostatującym wiskozymetru. Przyczyną cyrkulacji cieczy jest pompka wirnikowa termostatu związana z ruchem jego mieszadła.

Do regulacji temp. służy termometr kontaktowy w termostacie sterujący pracą przerywacza rtęciowego w obwodzie grzejnika termostatu.

KOLEJNOŚĆ CZYNNOŚCI:

Ustawić wiskozymetr na jasnym tle i sprawdzić połączenie z termostatem.

Sprawdzić wypoziomowanie na poziomnicy.

Odczytać temp. na termometrze.

Odaretować wiskozymetr przez wykręcanie śruby, obrócić o 180° i poczekać do momentu opadnięcia kulki na dno.

Ponownie obrócić wiskozymetr o 180° i zaaretować w położeniu pomiarowym.

Pięciokrotnie zmierzyć czas opadania kulki od punktu A do punktu B i obliczyć czas średni.

Włączyć element grzejny termostatu i mieszadło zapewniające ciągły przepływ cieczy termostatującej.

Ustawić za pomocą termometru kontaktowego termostatu żądaną temp. (po uprzednim sprawdzeniu zakresu pomiarowego termometru).

Poczekać do chwili uzyskania żądanej temp. i dokonać jej odczytu na termometrze.

Dla kilku temp. zmierzyć po pięć razy czasy opadania kulek i obliczyć czasy średnie oraz lepkość.

Sporządzić wykres zależności współczynnika lepkości od temp.

UWAGA: Przed przystąpieniem do pracy z termostatem, zapoznać się z jego instrukcją obsługi. Ponieważ napełnianie rurki pomiarowej badaną cieczą oraz dobór kulki są sprawą kłopotliwą i wymagającą pewnej wprawy, czynności tych w niniejszym ćwiczeniu nie wykonuje się, stąd pominięcie jej w opisie ćwiczenia.

OCENA METODY POMIAROWEJ:

Wiskozymetr Hopplera jest przyrządem precyzyjnym pozwalającym osiągnąć dużą dokładność pomiaru. Granica błędu waha się od ±0.5 do ±2% w zależności od średnicy kulki. Bardzo istotne jest odpowiednie dobranie kulki, gdyż zbyt duża prędkość opadania tejże pociąga za sobą ruch burzliwy cieczy badanej i z nim zawyżone wartości dla współczynnika lepkości. Przy zachowaniu jednakowych warunków pomiaru uzyskuje się powtarzalne wyniki. Przyrząd jest tak dokładny, że już zmiana temp. o setne stopnia odbija się na czasie opadania kulki.

2. TABELA POMIAROWA

L.p.	T	t [s]					tśr	η	ρT	Δη
	[^0C]	1	2	3	4	5	[s]	Ns/m^2	kg/m^3	Ns/m^2
1	25	101	99	100	99	99	99.6	0.874	957.6
2	31	92	91	89	91	89	90.4	0.794	957.12
3	35	82	82	81	80	79	80.8	0.709	958.08
4	40	73	74	75	74	74	74	0.65	957.6
5	45	68	67	67	66	67	67	0.588	957.6
6	52	59	60	58	59	59	59	0.518	956.64
7	55	55	55	56	54	55	55	0.483	958.56
8	60	51	52	51	50	50	50.8	0.446	957.6

---