Laboratorium Katedry Inżynierii Procesowej POLITECHNIKA OPOLSKA		Mariusz Plata II rok Inż. Środowiska Grupa nr 2 2008/2009 /semestr IV
Laboratorium z Inżynierii Procesowej Ćwiczenie nr 1 Temat: Wyznaczanie Podstawowych Właściwości Fizycznych Cieczy
Ćwiczenie wykonano dnia: ………...2009r	Sprawozdania złożono dnia: 14.05.2009r		Ocena:

I Cel Ćwiczenia

Celem ćwiczenia jest doświadczalne wyznaczenie gęstości badanej cieczy za pomocą metody pływakowej oraz wyznaczenie gęstości za pomocą metody wagowej i określenie jej gęstości względnej i bezwzględnej . Celem doświadczenia jest również wyliczenie dynamicznego współczynnika lepkości na podstawie uzyskanych odczytów lepkościomierza Englera .

II Opis Stanowiska Pomiarowego

1. Metoda Wagowa - Piknometr , jest to szklane naczynie o znanej masie i objętości składa się również z termometru , rurki kapilarnej i naczynia

2. Metoda Pływakowa - Areometr , jest to szklana menzurka do której wkładamy trzpień ze skalą

3. Lepkościomierz Englera -

1 - naczynie pomiarowe,

2 - otwór kapilary,

3 - pokrywa,

4 - zatyczka,

6 - łaźnia olejowa,

7 - mieszadło,

III Przebieg Doświadczenia

W pierwszej części doświadczenia dokonaliśmy pomiaru gęstości cieczy badanej za pomocą piknometru (metoda wagowa) . Metoda ta polega na ważeniu badanej cieczy w szklanej kolebce przy określonej objętości , pomiar ten pozwala na określenie gęstości względnej .

W kolejnej części doświadczenia dokonaliśmy pomiaru gęstości cieczy areometrem (metoda pływakowa) . Sposób ten polegał na odczytaniu gęstości cieczy badanej w danej temperaturze .

W ostatniej części laboratoriów dokonaliśmy pomiaru względnej lepkości cieczy za pomocą lepkościomierza Englera . Pomiar polegał na zmierzeniu czasu wypływu cieczy badanej o określonej objętości z pojemnika , Stosunek tego czasu do czasu wypływu cieczy wzorcowej daje nam wartość względnej lepkości cieczy wyrażonej w stopniach Englera (°E) .

IV Obliczenia

Metoda Wagowa

lp.	Waga Piknometru z cieczą wzorcową	Temperatura cieczy wzorcowej	Masa Cieczy Wzorcową	Gęstość cieczy Wzorcową
		mp.c [g]	[°C]	mcw [kg]	ρcw [kg/ m^3]
1	156,42	23,5	0,10889	1088,9
2	156,26	26,5	0,10873	1087,3
3	156,08	28	0,10855	1085,5
4	155,96	31	0,10843	1084,3

lp.	Temperatura cieczy badaną	Waga Piknometru z cieczą badaną	Masa Cieczy badaną	Gęstość cieczy Badaną	Gęstość Względna	Gęstość Bezwzględna
		[°C]	mp.cb [g]	mcb [kg]	ρcb [kg/ m^3]
1	24,5	141,1	0,0936	935,7	0,8593	1267,183
2	26,5	140,46	0,0929	929,3	0,8547	1272,163
3	28	140,27	0,0927	927,4	0,8544	1270,552
4	31	139,93	0,0924	924	0,8522	1272,410

1)      Masa cieczy wzorcowej

m_c = m_p.c - m_p

m_c1=156,42 - 47,53 = 108,55 g = 0,10889 kg

m_c2=156,26 - 47,53 = 108.73 g = 0,10873 kg

Waga Pustego Piknometru mp= 47,53
Vcw= Vc =100cm^3= 0,0001 m^3
2)      Gęstość cieczy wzorcowej ρcw = mcw / Vc ρcw1 = mcw1 / Vc = 0,10889 kg / 0,0001 m^3= 1088,9 kg/ m^3 ρcw2 = mcw2 / Vc = 0,10873 kg / 0,0001 m^3= 1087,3 kg/ m^3
3)      Masa cieczy badanej
mcb = mp.cb - mp
mcb1=141,1 - 47,53 = 93,57 g = 0,0936 kg
mcb2=140,46 - 47,53 = 92,93 g = 0,0929 kg
4)      Gęstość cieczy badanej
ρc= mc / Vc
ρcb1= mcb1 / Vc = 0,09357 kg / 0,0001 m^3= 935,7 kg/ m^3
ρcb2= mcb2 / Vc = 0,09293 kg / 0,0001 m^3= 929,3 kg/ m^3
5)      Gęstość względna
ρwzgl = ρcb / ρcw
ρwzgl1 = ρcb1 / ρcw1 = 935,7 / 1088,9 = 0,8593
ρwzgl 2= ρcb2 / ρcw2 = 929,3 / 1087,3 =0,8547
6) Gęstość bezwzględna
ρwzg = ρcw * (mcw / mcb )
ρwzg1 = 1088,9*(0,10889/0,0936) =1267,18
ρwzg2 = 108,73*(0,10873/0,0929) =1272,16
Metoda Pływakowa Lp Temperatura Zakres Pomiarowy Gęstość ºC g/cm^3 Kg/m^3 1 26 0,8 ÷0,9 0,855 855 2 34 0,8 ÷0,9 0,852 852 3 36 0,8 ÷0,9 0,849 849 4 38 0,8 ÷0,9 0,848 848 5 40 0,8 ÷0,9 0,846 846

Metoda Englera

LP	Temperatura oleju	Czas wypływu cieczy badanej	Lepkość cieczy badanej
												Gęstość
		t °C	T [s]	ºE	ν [m²/s]	η [Pa*s]	kg/m³
1	32,5	184,1	2,97	0,0000196	0,01669	851,4275
2	35,5	172,9	2,79	0,0000181	0,01542	849,5285
3	41	169,8	2,74	0,0000177	0,01501	846,047
4	52	144	2,32	0,0000143	0,01198	839,084

Objętość początkowa oleju 200

Temperatura początkowa oleju 52 °C

Czas przepływu wody destylowanej 62 s

1. Wyliczanie względnej lepkości cieczy

°E=

T_c - czas wypływu cieczy badanej

T_cw.20°C - czas wypływu cieczy wzorcowej w temperaturze 20°C

ºE₁=

ºE₂=

2. Wyliczanie współczynnika kinematycznego

V₁
= 0,0000196 m²/s

V₂
= 0,0000181 m²/s

3. Wyliczanie gęstości cieczy korzystając z równania linii trendu metody pływakowej

y=-0,633x+872

ρ₁=-0,633*32,5+872=851,4275 Kg/m³

ρ₂=-0,633*35,3+872=849,5285 Kg/m³

4. Wyliczanie dynamicznego współczynnika lepkości

η = �� * ρ

η1= 0,0000196*851,4275 = 0,01669 Pa*s

η2= 0,0000181*849,5285 = 0,01542 Pa*s

`

V Wnioski

Na podstawie przeprowadzonego doświadczenia można stwierdzić:

1. Lepkościomierz Englera - wartość lepkości cieczy badanej rośnie wraz ze spadkiem jej temperatury oraz czas wypływu cieczy z lepkościomierza Englera również rośnie wraz ze spadkiem temperatury spowodowane jest to zmianą lepkości cieczy .

2. Metoda Wagowa - Gęstość cieczy badanej maleje wraz ze wzrostem temperatury .

3. Metoda Pływakowa - Gęstość cieczy badanej również maleje wraz ze wzrostem temperatury , na podstawie współczynnika R² można stwierdzić że metoda ta jest najdokładniejsza R²= 0,937.

Cel ćwiczenia został osiągnięty za pomocą dwóch metod , Wagowej oraz Pływakowej sprawdziliśmy gęstości badanej cieczy . Posługując się Lepkościomierzem Englera wyznaczyliśmy lepkości badanej cieczy . Błędy w uzyskanych wynikach mogą wynikać z niedokładności urządzeń pomiarowych oraz małej liczby pomiarów badanej cieczy .