Mechanika Płynów- laboratorium
WMiBM
IB
L 04

1. Cel ćwiczenia

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

1. Schemat stanowiska

2

10 9 7

6

3

4 5 8

13 1

11 12

Rys.1

1. Cylinder z bandaną cieczą

2. Momentomierz

3. Dźwignia zmiany prędkości kątowej wałka

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

5. Wskaźnik określający częstotliwość prądu w sieci

6. Włącznik/wyłącznik prądu

7. Termometr

8. Termostat

9. Rejestrator

10. Uchwyt do mocowania wałka

11. Przełącznik zmieniający zakres prędkości ω

12. Włącznik/wyłącznik wskazań rejestratora

13. Termometr

1. Tabele pomiarowe

Tabela nr.1 T= 19,5 °C

Nr	∂u/ ∂y	I	II
		α	Τ
12	437,4
11	243,0
10	145,8
9	81,0	84	54,07
8	48,6	45	27,36
7	27,0	22	13,38
6	16,2	10	6,08
5	9,0	10	6,08
4	5,4	10	6,08
3	3,0	10	6,08
2	1,8	10	6,08
1	1,0	10	6,08

Tabela nr. 2 T= 29 °C

Nr	∂u/ ∂y	I	II
		α	τ
12	437,4
11	243,0
10	145,8	110	66,88
9	81,0	66	40,128
8	48,6	33	20,064
7	27,0	15	9,12
6	16,2	9	1,824
5	9,0	9	1,824
4	5,4	9	1,824
3	3,0	9	1,824
2	1,8	9	1,824
1	1,0	9	1,824

Tabela nr.3 T=31 °C

Nr	∂u/ ∂y	I	II
		α	τ
12	437,4
11	243,0	110	66,88
10	145,8	84	51,072
9	81,0	40	24,32
8	48,6	21	12,768
7	27,0	7	4,256
6	16,2	7	4,256
5	9,0	7	4,256
4	5,4	7	4,256
3	3,0	7	4,256
2	1,8	7	4,256
1	1,0	7	4,256

Tabela nr.4 T=43 °C

Nr	∂u/ ∂y	I	II
		α	τ
12	437,4
11	243,0	110	66,88
10	145,8	56	34,05
9	81,0	28	17,02
8	48,6	17	10,34
7	27,0	5	3,04
6	16,2	5	3,04
5	9,0	5	3,04
4	5,4	5	3,04
3	3,0	5	3,04
2	1,8	5	3,04
1	1,0	5	3,04

1. Wzory stosowane w obliczeniach

Stała:

Z_I=0,608

Z_II=6,03

τ = α • z

τ- naprężenie styczne

α- odczyt wskazań na rejestratorze

z- stała

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

μ- współczynnik lepkości dynamicznej

1. Wykresy

Wykres nr.1 T=24°C

Wykres nr.2 T=29°C

Wykres nr.3 T=31°C

Wykres nr.4 T=43°C

Wykres nr.5

1. Wnioski

Badanym płynem jest olej mineralny 20W40. Wielosezonowy olej mineralny, przeznaczony do smarowania wysokoprężnych silników wyższych generacji bez i z turbodoładowanie. Olej mineralny jest surowcem naturalnym, ale, w przeciwieństwie do wszystkich innych substancji naturalnych nie działa korzystnie na skórę. Przeznaczony do stosowania w silnikach o dużym stopniu wyeksploatowania. Spełnia normy i specyfikacje API:CC. Oleje mineralne podczas spalania emitują tlenek węgla i dwutlenek węgla Na opakowaniu w oznaczeniu 15W40 im niższa jest ta pierwsza liczba (przed literką W) tym olej jest lepszy tzn. ma lepsze właściwości w niskiej temperaturze Z kolei liczba za literką W oznacza właściwości oleju w wysokiej temperaturze i tutaj z kolei im liczba będzie wyższa tym olej będzie miał lepsze właściwości pracy w wysokiej temperaturze. Sama literka W oznacza zimę. Jeśli spotkamy się z olejem który miałby oznaczenie 10W to jest to olej wyłącznie zimowy i w okresie letnim silnik nie może na nim pracować. Jeśli za literką W jest cyfra to jest to olej wielosezonowy. Obecnie w sprzedaży mamy praktycznie tylko oleje wielosezonowe, Oleje sezonowe które były przeznaczone osobno na zimę i osobno na lato były stosowane dawno temu. Z doświadczenia wynika iż płyn jest płynem Newtonowskim czyli doskonale lepkim. Po dokonaniu doświadczenia możemy stwierdzić iż lepkość maleje ze wzrostem temperatury co można zauważyć na ostatnim wykresie. Przewidujemy istnienie błędów pomiarowych parametrycznych i temperatury.