Определение вязкости вискозиметром Стокса

Этот метод определения вязкости основан на измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших тел сферической формы. При движении шара плотностью ρ_ш и диаметром d в вертикальной трубе диаметром D, которая заполнена исследуемой жидкостью с плотностью ρ, на него действуют три силы: сила тяжести G = , архимедова подъёмная сила R = и сила сопротивления, экспериментально установленная Стоксом, F = 3πνdρV, (где: ν – кинематический коэффициент вязкости; V - скорость шарика). При равномерном движении шара

G = R + F или = + 3πνdρV,

V = l / τ,

откуда

ν = gd²τ(ρ_ш/ρ – 1)/18l[1 + 2,4(d/D)],

где: τ – время прохождения шариком расстояния l.

Выражение в квадратных скобках (коэффициент стеснения) учитывает влияние стенок трубы и шарика на его скорость и коэффициент сопротивления.

В ходе выполнения работы выполнить следующие операции.

1. Повернуть устройство №1 в вертикальной плоскости на 180º и зафиксировать секундомером время τ прохождения шариком расстояния между двумя метками в приборе 3 . Шарик должен падать по оси емкости без соприкосновения со стенками. Опыт выполнить три раза, а затем определить среднеарифметическое значение времени τ.

2. Вычислить опытное значение кинематического коэффициента вязкости жидкости ν = gd²τ(ρ_ш/ρ – 1)/18l[1 + 2,4(d/D)].

Где g – ускорение свободного падения; d,D - диаметры шарика и цилиндрической емкости; ρ, ρ_ш,- плотности жидкости и материала шарика. Величины ρ_ш и d приведены на установке № 1, ν и ρ берутся из таблицы 1.1.

3. Сравнить опытное значение коэффициента вязкости ν с табличным значением ν* (см. табл.1.1). Значения величин свести в таблицу 1.4.

Таблица 1.4

Вид жидкости	ρ, кг/м3	τ, с	l, м	d, м	D, м	ρш, кг/м3	м2/с	м2/с
М-10					0,02