Лабораторни упражнения №3.
Определяне на коефициента на вътрешно триене на течности

Цел: да се изследва вискозен флуид и методи за определяне на коефициента на вътрешно триене.

Литература: §§ 31-33, 48.

Апаратура и материали: стъклен цилиндър с течност тестове, малки мъниста, шублер, хронометър, мащаб бара.

Във всеки тяло се движи в вискозно съпротивление действа сила течност. Stokes е показано, че с ламинарен поток около топката безкраен плъзгане сила течност се определя по формулата

където η - коефициент на вътрешно триене; V - скоростта на топката; R - радиусът на топката. Естеството на потока се определя от броя на Рейнолдс:

където ρ - плътност на течността; R - радиусът на топката; V - Скоростта на топката; η - коефициент на вътрешно триене. Опаковъчна е ламинарен при ниски стойности на Re (ниска скорост и радиуса на сферата). Помислете за свободна топка спада на вискозна течност. На крушка има три сили: силата на тежестта (F) плавателност сила (FA), cila на резистентност (Fc), в зависимост от скоростта. Уравнението на движение на топката в течността, в съответствие с втория закон на Нютон:

където ρ1 - плътност на топката материал; ρ - плътност на течността; г - земното ускорение. Силата на съпротивление с увеличаване на скоростта на движение на топката се увеличава, а ускорението намалява и накрая достига скорост топка, с която ускорението става нула. След това (1.3) е под формата:

В този случай, топката се движи с постоянна скорост v0. Такова движение на топката се нарича постоянен. Решаването на уравнение (1.4) по отношение на коефициента на вътрешно триене, получаваме

Познаването на количествата, които влизат в дясната страна на уравнението, можем да се определи коефициента на вътрешно триене.

Уреди за измерване на коефициента на вътрешно триене е стъклена бутилка, пълна с течност тест. Цилиндърът е прикрепен върху подложка, която е монтиран вертикално. За измерване на коефициента на вътрешно триене на течности е много малки топки се използват от олово. Диаметърът на тези зърна измервателни шублер. Измерване, крушка радиус R, то по-ниски в цилиндъра с течността, възможно най-близо до оста на цилиндъра (предварително трябва да изберете върху етикета на цилиндър, между които ще се измерва по време на движение на топката: първата - на разстояние 10 см от повърхността на течността, а вторият - в района на 15 см от първия). По време на преминаването на топката през първото етикета плава хронометър в момента на преминаване на топката през второто етикета край на измерването.

Чрез измерване на разстояние L между марките, и, като се има предвид, че в момента на преминаване на топка марка 1 скоростта на своята вече създадена, ние получаваме V0 = л / т, където т - време подава топката разстоянието между марките. По този начин, знаейки, v0. R, ρ1. ρ, с формула (1.5), за да се изчисли коефициента на вътрешно триене. Опитите се провеждат в продължение на пет различни топки и всяка топка се изчисли η, а след това се определи средната ηsr стойност. средна квадратична грешка (δη) и относителната грешка (ε = (δη / ηsr) х 100%). Според формулата (1.2), за да се изчисли броят на Рейнолдс и се направи заключение за характера на флуидния поток около топката. Резултатите от измерването са представени в таблица.