Wydział Mechatroniki i Budowy Maszyn
Temat: Pomiar naprężeń stycznych w cieczy
Nr ćwiczenia: 2
Data wyk. ćw.:

Cel ćwiczenia:

Określenie rodzaju cieczy i współczynnika lepkości w oparciu o pomiar naprężeń stycznych w funkcji prędkości odkształcenia postaciowego.

Schemat stanowiska

1. korpus wiskozymetru zawierający w swoim wnętrzu: silnik elektryczny, urządzenie do pomiaru momentu skręcającego i regulator obrotów

2. moment omierz

3. cylinder z badaną cieczą

4. wałek zanurzony w badanej cieczy i wykonujący ruch obrotowy wokół swej pionowej osi symetrii

5. uchwyt do mocowania wałka

6. dźwignia mocująca cylinder

7. dźwignia zmiany prędkości kątowej wałka

8. wskaźnik położenia dźwigni

9. przełącznik zmieniający zakres pomiarowy momentu skręcającego

10-przełącznik zmieniający zakres prędkości ω

11-rejestrator

12-wskaźnik określający wartość momentu skręcającego

13-wskaźnik określający częstotliwość prądu w sieci

14-ustawienie mechaniczne zera na wskaźniku (12)

15-ustawienie elektryczne zera na wskaźniku (12)

16-włącznik/wyłącznik prądu

17-włącznik/wyłącznik wskazań rejestratora

18-termostat U-4

19-termometr

Wzory

τ = Z • α [N/m^2]

$$\mu = \frac{\tau}{\frac{\partial U}{\partial y}}$$

Z_Ia=,0608

Z_IIa=6,03

Tabelka z wynikami

Temperatura 23C

NNr.	$$\frac{\mathbf{\partial U}}{\mathbf{\partial y}}$$	Ia	IIb
		α	τ
112	2218,7
111	1121,5
110	772,9
99	440,05
88	448,6	557	334,65
77	227,0	443	626,14
66	116,2	331	118,84
55	99,0	116	99,72
44	55,4	115	99,12
33	33,0	114	88,51
12	11,8	114	88,51
21	11,0	114	88,51

μ_sr=0,73

Temperatura 28C

NNr.	$$\frac{\mathbf{\partial U}}{\mathbf{\partial y}}$$	Ia	IIb
		α	τ
112	2218,7
111	1121,5
110	772,9
99	881,0	779	448,03
88	448,6	444	226,75
77	227,0	332	119,45
76	116,2	221	112,76
55	99,0	113	77,9
44	55,4	112	77,29
43	33,0	111	66,68
22	11,8	111	66,68
11	11,0	111	66,68

μ_sr=0,49

Temperatura 32C

NNr.	$$\frac{\mathbf{\partial U}}{\mathbf{\partial y}}$$	Ia	IIb
		α	τ
112	2218,7
111	1121,5
110	772,9
99	881,0	660	221,28
88	448,6	335	112,76
77	227,0	221	88,51
76	116,2	114	66,68
55	99,0	111	66,08
44	55,4	110	66,08
43	33,0	110	66,08
22	11,8	110	66,08
11	11,0	110	66,08

μ_sr=0,28

Temperatura 36C

NNr.	$$\frac{\mathbf{\partial U}}{\mathbf{\partial y}}$$	Ia	IIb
		α	τ
112	2218,7
111	1121,5
110	1145,8	997	,58,97
99	881,0	449	229,79
88	448,6	229	117,63
77	227,0	117	110,33
76	116,2	111	66,68
55	99,0	110	66,08
44	55,4	110	66,08
43	33,0	110	66,08
22	11,8	99	55,47
11	11,0	99	55,47

μ_sr=0,22

Wykresy

Temperatura: 23C

Temperatura 28C

Temperatura 32C

Temperatura 36C

Wnioski

Po wykonaniu wszystkich obliczeń oraz wykresów możemy stwierdzić, że lepkość maleje wraz ze wzrostem temperatury. Z wykresów można wnioskować, iż jest to ciecz newtonowska.

W tłoku zamieszczony był olej Elf 15W40, który może być stosowany  temp. od ok. -20 do ok. +50^o C. Niska lepkość jest dobra dla niskich temperatur (stąd "W"), ponieważ olej jest rzadszy i przepływa łatwiej i szybko przemieszcza się. Kiedy temperatura wzrośnie, wyższa lepkość oleju oznacza że olej nie rozrzedzi się i będzie na bieżąco oddzielać części trące warstwą oleju.