AKADEMIA TECHNICZNO - ROLNICZA

w BYDGOSZCZY

KATEDRA MECHANIKI STOSOWANEJ

LABORATORIUM MECHANIKI PŁYNÓW

Skład zespołu: GRUPA A

• PIOTR ZIELIŃSKI SEMESTR IV

ROK AKADEM. 1996/97

Ćwiczenie nr 11.

Temat: Pomiary lepkości.

1.Cel ćwiczenia.

Celem ćwiczenia jest zapoznanie się praktyczne z pomiarem lepkości kinematycznej przy użyciu lepkościomierza Englera.

2.Wiadomości podstawowe.

Lepkość jest miarą tarcia wewnętrznego występującego podczas ruch płynów i charakteryzuje ich zdolność do przenoszenia naprężeń stycznych. Ilościowo lepkość określa się przez podanie współczynnika lepkości dynamicznej lub kinematycznej.

Współczynnikiem lepkości dynamicznej nazywamy stosunek naprężenia stycznego do gradientu prędkości w kierunku prostopadłym do kierunku przepływu:

gdzie: μ - lepkość dynamiczna

τ - naprężenia styczne

- gradient prędkości v

Lepkość dynamiczna jest funkcją temperatury, ciśnienia i rodzaju płynu. Zależność lepkości μ od ciśnienia jest nieznaczna. Lepkość płynów rośnie bardzo wolno wraz ze wzrostem ciśnienia, a jedynym wyjątkiem jest tu woda, której lepkość w zakresie poniżej 32°C maleje ze wzrostem ciśnienia.

Lepkość dynamiczna μ cieczy maleje ze wzrostem temperatury. Wynika to stąd, że w cieczach ruch cząstek jest stosunkowo mało intensywny, wobec czego naprężenia styczne powstają głównie wskutek molekularnych sił spójności przy wzroście temperatury rosną odległości pomiędzy molekułami, a zatem maleją siły spójności.

Odnosząc współczynnik lepkości dynamicznej μ do gęstości płynu ρ otrzymamy współczynnik lepkości kinematycznej ν :

Do pomiarów lepkości służą lepkościomierze (wiskozymetry); wykorzystano w nich szereg zjawisk fizycznych, których przebieg zależy od lepkości.

Rozróżniamy lepkościomierze:

• kapilarne,

• kulkowe,

• rotacyjne,

• wibracyjne,

• ultradźwiękowe

Lepkościomierze kapilarne.

W lepkościomierzach tego typu wykorzystano prawo Hagena - Poiseuille'a, określające wydatek cieczy wypływającej z rurki kapilarnej pod działaniem siły ciężkości lub sił ciśnienia wewnętrznego.

Lepkościomierze kulkowe.

W tych przyrządach miarą lepkości jest czas opadania kulki o określonej średnicy w rurce wypełnionej badaną cieczą.

Lepkościomierze rotacyjne.

W przyrządach tego typu miarą lepkości jest moment skręcający wywołany oporem płynu, w którym obraca się czujnik pomiarowy.

Lepkościomierze wibracyjne.

W lepkościomierzach tych miarą lepkości jest czas konieczny do zmniejszenia amplitudy wahań czujnika pomiarowego, zanurzonego w badanej cieczy.

Lepkościomierze ultradźwiękowe.

Zasadą pracy tych lepkościomierzy jest zjawisko tłumienia amplitudy swobodnych drgań ciała zanurzonego w badanej cieczy, ilościowy przebieg tego zjawiska zależy od tarcia wewnętrznego cieczy, którego miarą jest lepkość.

---