0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

От чего зависит коэффициент вязкости жидкости

От чего зависит коэффициент вязкости жидкости

Т ехнология измерения вязкости.
Решения Emerson Micro Motion.

Вязкость среды – это одна из физических величин, которая имеет большое практическое применение. В лабораторных исследованиях, промышленности, медицине и других сферах деятельности – понятие внутреннего трения слоев среды фигурирует очень часто. В качестве примера: работа простейшего лабораторного оборудования может зависеть от степени вязкости среды, которая используется для исследований; управление нагревателями с использованием жидкого топлива; контроль процессов смешения и транспортировки разных продуктов в продуктопроводах — все эти процессы и множество других требуют точных и надежных средств контроля вязкости.

Под вязкостью понимают способность жидкости оказывать сопротивление перемещению одной ее части относительно другой под действием внешней силы. Суть этого понятия заключается в появлении силы трения между различными слоями внутри жидкости при их относительном движении.

Вязкость является важнейшей физико-химической характеристикой многих веществ. Значение ее учитывают при проектировании и эксплуатации трубопроводов и аппаратов, в которых происходит движение (например, если они служат для перекачивания) жидкой или газообразной среды. Это могут быть нефть, газ или продукты их переработки, расплавленные шлаки либо стекло и прочее. Вязкость является показателем качества многих продуктов и часто характеризует степень их готовности при переработке сырья, транспортировке и применении, так как она напрямую зависит от структуры вещества и показывает физико-химическое состояния материала и изменения, происходящие в технологическом процессе.

Различают понятия «динамическая вязкость жидкости» и «кинематическая вязкость». Кинематическая вязкость равна отношению динамической вязкости к плотности среды и дает понятие о вязкости среды в определенных условиях — под действием силы тяжести.

Часто для оценки величины сопротивления деформации или истечения используют не динамическую, а кинематическую вязкость, единицы измерения которой в системе СИ выражаются в квадратных метрах за секунду. Кинематическая вязкость (обозначается ν) есть отношение вязкости динамической (µ) к плотности среды (ρ): v = µ / ρ.

Динамическая и кинематическая вязкость.

Fтр — сила трения, возникающая между слоями жидкости (газа) при их относительном сдвиге

µ — коэффициент динамической вязкости

S — площадь соприкосновения слоев

dV/dn — градиент скорости в направлении нормали к движущимся слоям

v — коэффициент кинематической вязкости

ρ — плотность жидкости (газа)

Вискозиметр камертонного типа FVM Micro Motion — новая разработка датчика погружного типа для измерения вязкости. FVM (предыдущее поколение — 7827/29) — это промышленный многопараметрический датчик, разработанный для процессов, требующих непрерывного оперативного измерения динамической вязкости в трубопроводах или емкостях.

Дополнительно к динамической вязкости, чувствительный элемент одновременно измеряет плотность, позволяя точно определить и кинематическую вязкость.

Принцип действия преобразователей вязкости FVM Micro Motion основан на зависимости параметров колебаний резонансного контура сенсора преобразователя (металлического виброэлемента типа вилки) от вязкости измеряемой жидкости.

Зубцы вибрирующей вилки погружаются в рабочую жидкость, и их естественная частота вибрации изменяется вместе с изменением плотности. На частоту вибрации вилки-камертона также оказывает воздействие вязкость жидкости. Колебания виброэлемента поддерживаются с помощью пьезоэлементов, управляемых электроникой прибора. Период времени и частота вибрации преобразуются в точные показания плотности и вязкости с помощью калибровочных коэффициентов измерителя.

Вискозиметр FVM Micro Motion выпускается с инновационным электронным блоком, который характеризуется гибким подходом к организации связи по различным протоколам, и может предварительно конфигурироваться на заводе в соответствии со специальным приложением пользователя, снижая затраты на системную интеграцию и установку.

Встроенные средства самодиагностики позволяют контролировать актуальность показаний прибора в реальном времени. Конструктивная унификация датчика FVM также упрощает замену вискозиметров предыдущего поколения Micro Motion (серии 7827/7829).

Подтвержденная многолетней практикой технология измерения вязкости в сочетании с новым унифицированным блоком электроники следующего поколения позволяет успешно интегрировать преобразователи вязкости в современные системы управления технологическими процессами.

От чего зависит коэффициент вязкости жидкости

2 . Физические характеристики и свойства жидкостей

Современная гидравлика состоит из двух разделов: гидростатики и гидродинамики. Рабочим телом в гидравлике является жидкость , которая представляет собой непрерывную среду, обладающую свойством текучести и почти полным отсутствием сопротивления разрыву. По степени сжимаемости жидкости подразделяются на капельные и газообразные . Капельные жидкости практически несжимаемые, к ним относятся: вода, нефть, масла, спирт и т.п. Газообразные жидкости (газы) обладают свойством сжимаемости, которое проявляется при действии на них внешних сил. Характерным отличием этих жидкостей является наличие у капельных жидкостей свободной поверхности, а газы распространяются по всему предоставленному им объёму.

Важнейшими физическими характеристиками жидкости являются её плотность и удельный вес. Плотность обозначается r и представляет собой отношение массы жидкости к её объёму:

r = ,

где М – масса, кг;

V — объём, м 3. .

Для сравнения приведены значения плотностей часто встречающихся жидкостей и твёрдых тел в системе единиц СИ при нормальных условиях.

2. Минеральное смазочное масло…………………………..900 кг/м 3

В практических расчётах иногда вместо плотности используется удельный вес , который равен отношению веса жидкости к её объёму:

Отметим, что удельный вес — величина векторная и не является параметром состояния вещества в отличие от плотности, так как он зависит от ускорения свободного падения q в пункте определения, т.е. Между удельным весом и плотностью существует простая зависимость:

r q .

Важным физическим свойством жидкости, определяющим её способность к истечению, является вязкость. Вязкость жидкости – это её свойство оказывать сопротивление относительному движению её частиц [1]. В зависимости от вязкости жидкости в гидравлике принято условно делить на реальные и идеальные. Для описания закономерностей движения идеальной жидкости, в которой отсутствуют силы сцепления и трения между её структурными частицами, используются более простые математические зависимости.

Количественно вязкость жидкости, как её способность к истечению характеризуется коэффициентами динамической вязкости и кинематической вязкости .

Коэффициент динамической вязкости – это сила внутреннего трения, которая приходится на единицу поверхности соприкосновения двух движущихся слоёв жидкости при градиенте скорости равном единице, т.е.:

Па∙с, (2.1)

где: Т – сила внутреннего трения, Н;

ω — площадь поверхности соприкасающихся слоёв, м 2 ;

— градиент скорости на единицу длины, 1/с. (рис. *. )

Значение коэффициента часто выражают в пуазах (П) с учётом, что

0,1 = 1П.

При выводе уравнений гидродинамики иногда вместо коэффициента динамической вязкости используют коэффициент кинематической вязкости, который представляет собой вязкость, приведённую к плотности жидкости, определяется из выражения (1.2):

м 2 /с (2.2)

В гидравлических расчётах более удобно использовать коэффициент кинематической вязкости и выражать его не в м 2 /с, а в более мелких единицах – стоксах ( С T ) с учётом того, что 1 С T = 10 -4 м 2 /с.

Отметим, что при повышении температуры вязкость несжимаемых жидкостей уменьшается.

Например, для воды при 15°С: = а при 20°С

= , т.е. уменьшается на 14%.

Одной из основных характеристик жидкости, отличающей её от твёрдых тел, является гидростатическое давление . Известно, что в статике при взаимодействии поверхностных и массовых сил в жидкости возникают внутренние силы, вызывающие напряжение внутри жидкости, аналогичное напряжению в твёрдых телах при действии на них внешних сил.

С физической точки зрения гидростатическое давление, как и давление твёрдого тела, представляет собой отношение силы к площади сечения, на которой эти силы действуют, т.е.

** Сила гидростатического давления, см. рис.1 ↑.

р cp = , Па, (2.3)

где р cp – среднее гидростатическое давление,

Па = ,

Наряду со средним гидростатическим давлением, в гидравлике существует понятие давление в точке А. * (см. рис. 2 ↑)

р = , (2.4)

где — элементарная сила, Н ;

— элементарная площадь, м 2 .

Однако, свойства гидростатического давления несколько отличаются от давления твёрдого тела. К числу таких свойств относятся:

-гидростатическое давление всегда действует по внутренней нормали, направленной к площадке действия;

— гидростатическое давление не зависит от ориентации, или угла наклона площадки действия и в различных направлениях одинаково по величине;

— гидростатическое давление зависит от координаты точки в пространстве, т.е. в статике оно зависит от глубины погружения.

Связь между различными видами давлений устанавливается на основе приведённого дифференциального уравнения Эйлера, представляющего собой полный дифференциал давления [2]:

dp = ρ (ax dx + ay dy + az dz), (2.5)

где ρ — плотность жидкости, кг/м 3 ;

a x , , a y , a z — проекции ускорений на оси координат;

dx , dy , dz – приращения по осям координат, м.

В статике, когда в жидкости вертикально вниз действует только сила тяжести.

При dx = 0 и dy =0 имеем dp = ρ a z dz ** (см. рис.3 ↑). Тогда после интегрирования последнего уравнения и замены a z z = qh получим основное уравнение гидростатики (1.6):

(2.6)

где pабсолютное давление;

избыточное давление; ( ** размерность…)

р o атмосферное давление.

(Интегрирование ур-я 2.5.***…….)

Заметим, что после интегрирования уравнения (1.5) произведена замена: = q – ускорение свободного падения, z = h — глубина погружения. Из основного уравнения гидростатики (1.6) следует, что абсолютное давление жидкости в точке определяется глубиной погружения h и внешним давлением P o .

** Первое свойство гидростатического давления ….

……… Приборы для измерения гидростатического давления

** Как влияет диаметр трубки на показания пьезометра.

От чего зависит коэффициент вязкости жидкости

  • Статьи
  • Словарь
  • Теги
  • «Бери или плати»
  • Абсорбция газа
  • Авария
  • Автомобильные газонаполнительные компрессорные станции (АГНКС)
  • Агрессивные воды
  • Адсорбция газа
  • Активный газ
  • Аппарат воздушного охлаждения (АВО)
  • Арктические трубопроводы
  • Арматура трубопроводная
  • Аэрокосмический мониторинг почв
  • Аэротенк
  • Балластировка трубопроводов
  • Барботирование
  • Барраж
  • Баррель
  • Бассейновый анализ
  • Бескомпрессорная эксплуатация газового месторождения
  • Биоиндикация
  • Блуждающие токи
  • Бурение
  • Бурильный замок
  • Буровая вышка
  • Вертлюг
  • Взаимозаменяемость газа
  • Водонефтяной контакт (BHK)
  • Водоотделяющая колонна
  • Водородный показатель (pH)
  • Возврат скважин
  • Вторичные методы разработки (ВМР)
  • Выброс нефти и газа
  • Вязкость
  • Газгольдер
  • Газобаллонные автомобили (ГБА)
  • Газовая шапка
  • Газоводяной контакт (ГВК)
  • Газовые гидраты
  • Газовые двигатели
  • Газовый эжектор
  • Газовый язык
  • Газоконденсатная залежь
  • Газонасыщенность горных пород
  • Газоперерабатывающий завод
  • Газораспределительная сеть
  • Газораспределительная станция (ГРС)
  • Газотранспортная система
  • Гелий (He)
  • Геологоразведочные работы
  • Гидроразрыв пласта
  • Главная фаза газообразования (ГФГ)
  • Главная фаза нефтеобразования (ГФН)
  • Горизонт
  • Гравиразведка
  • Грифон
  • Дальний транспорт газа
  • Десорбция газа
  • Детандер
  • Диверсификация
  • Добыча природного газа
  • Дросселирование газа
  • Дюкер
  • Единая система газоснабжения
  • Западно-Сибирская нефтегазоносная провинция
  • Запасы
  • Заполярное месторождение
  • Искривление скважин
  • Кавернозность
  • Каротаж
  • Катагенез органического вещества
  • Керн
  • Ковыктинское месторождение
  • Коллектор нефти и газа
  • Колонное оборудование
  • Кольматация
  • Компрессорная станция (КС)
  • Компримирование
  • Конденсатоотдача пласта
  • Консервация скважин
  • Корреляция
  • Коррозия
  • Краевой прогиб
  • Кратность запасов
  • Крепление скважин
  • Кустовое размещение
  • Линейная часть газопровода
  • Линейное производственное управление (ЛПУ)
  • Литология
  • Лифтовая колонна
  • Лицензирование недропользования
  • Ловильный инструмент
  • Лупинг
  • Магистральный газопровод
  • Магнитная разведка
  • Макрозащемление газа
  • Медвежье месторождение
  • Мембранные технологии
  • Метан
  • Метанол
  • Методы разработки месторождений
  • Механическая скорость бурения
  • Морская разведка месторождений
  • Мофеты
  • Наводороживание
  • Надземный переход
  • Наклонно-направленное бурение
  • Насосно-компрессорная колонна
  • Нестабильный конденсат
  • Нефтегазоносная свита
  • Нефтяная оторочка
  • Нефтяной попутный газ
  • Низкотемпературная сепарация газа
  • Нормальные условия
  • Обводнение газовой залежи
  • Обсадная колонна
  • Одорант
  • Октановое число
  • Опробование пластов
  • Оренбургский гелиевый завод
  • Отбензинивание газа
  • Отказ в газовой промышленности
  • Очистка природного газа
  • Пакер
  • Парниковые газы
  • Пассивация
  • Передвижной автогазозаправщик (ПАГЗ)
  • Перемычка
  • Перспективные ресурсы
  • Пласт
  • Пластовая депрессия
  • Пластовая температура
  • Пластовая энергия
  • Пластовое давление
  • Пластовые воды
  • Пластовый газ газоконденсатных залежей
  • Плунжерный лифт
  • Поставка газа потребителям
  • Превентор
  • Предел воспламеняемости
  • Предельная безводная депрессия
  • Приемистость скважины
  • Призабойная зона
  • Природный резервуар
  • Продуктивный горизонт
  • Промывка скважин
  • Расширитель
  • Регазификация
  • Режим потребления газа
  • Ректификационное разделение многокомпонентных жидкостей
  • Репрессионная воронка
  • Ретроградные явления
  • Риск геолого-разведочных работ
  • Самоконсервация газовых гидратов
  • Свободный газ
  • Сейсмическая разведка
  • Сепарация газа
  • Сжиженный природный газ (СПГ)
  • Синтез-газ
  • Скважина
  • Скин-эффект
  • Сорбция
  • Спотовая торговля
  • Стабильный конденсат
  • Сухой газ
  • Сырой газ
  • Тампонажный материал
  • Технический углерод
  • Точка росы природного газа
  • Трасса
  • Трубоукладочное судно
  • Углеводороды
  • Узел редуцирования давления газа
  • Условное топливо
  • Установка комплексной подготовки газа (УКПГ)
  • Устьевое давление
  • Фаза
  • Фазовые переходы углеводородных газов
  • Факельная установка
  • Флюид
  • Флюидогеодинамика
  • Флюидоупор
  • Фонд скважин
  • Формация геологическая
  • Харасавэйское месторождение
  • Язык обводнения скважины

Вязкость — свойство жидких и газообразных веществ оказывать сопротивление взаимному перемещению соседних слоев (внутреннее трение). Вязкость чаще всего зависит от давления, температуры. Вязкость жидкостей в общем случае с повышением давления незначительно увеличивается, а с повышением температуры уменьшается.

Вязкость определяется воздействием двух факторов: выделением растворенного газа, что вызывает увеличение вязкости остаточной нефти, и объемным расширением нефти при снижении давления, что приводит к уменьшению вязкости. Первый фактор оказывает большее влияние. Вязкость газов заметно увеличивается как с повышением давления, так и температуры.

Вязкость — одна из важнейших технических характеристик нефти, продуктов ее переработки, газовых конденсатов и фракций. Вязкость определяет характер процессов извлечения нефти, ее подъема на дневную поверхность, промысловых сбора и подготовки, условия перевозки и перекачки продуктов, гидродинамического сопротивления при их транспортировании по трубопроводам и др. Для некоторых видов топлив и масел вязкость служит нормирующим показателем.

В процессах обогащения твердых полезных ископаемых вязкость влияет на скорость относительного перемещения частиц в суспензии, являясь основным параметром обогащения в тяжелых средах. Вязкость зависит не только от плотности суспензии (соотношения твердого и жидкого), но и от крупности и гидрофильности частиц.

Часто задаваемые вопросы

Из вискомуфты вытекла жидкость. Чем я могу её заменить?

Для заливки в вискомуфты используют высоковязкие силиконовые жидкости (обычно с вязкостями от 10000 до 12500 сСт). Подробнее Вы можете узнать ТУТ или ЗДЕСЬ. Мы продаем жидкость для заливки в вискомуфты в 500 мл бутылках. Обеспечиваем доставку по территории Украины в кратчайшие сроки (2-3 дня). Звоните!

В каких единицах измеряется вязкость силиконовых масел?

Коэффициент вязкости жидкости — это единица связанная с ее способностью выдерживать поперечную силу сдвига. Веществам с высоким коэффициентом вязкости требуется большая поперечная сила для сдвигания жидкостей, чем веществам с меньшим коэффициентом вязкости.

Вязкость силиконовых масел обычно измеряется в САНТИСТОКСАХ или САНТИПУАЗАХ.

САНТИПУАЗ (сПз, cP) наиболее удобная единица измерения коэффициента вязкости. Узнать абсолютную вязкость можно таким прибором, как вискозиметр. Им измеряется сила, необходимая для вращения микрометрического винта/ валика/ оси.

Другая единица измерения вязкости — САНТИСТОКС (сСт, cs) — наиболее распространённая единица измерения кинематической вязкости силиконовых масел, при которой определенная сила тяжести жидкости влияет на измеряемую вязкость. Кинематические вискозиметры обычно измеряют силу тяжести жидкости, стекающей по калиброванной трубке, учитывается время течения потока.

Например для силиконового масла ПМС-350 кинематическая вязкость равна 350 сСт (она указывается в индексе марки масла).

Добрый день! Какой коэффициент вязкости у силиконового масла ПМС-20 при нуле градусов Цельсия?

Вязкость силиконового масла ПМС-20 при нуле градусов Цельсия равна 33 мм2/с (33 сСт). Подробнее см. таблицу:

Вязкость силиконового масла ПМС-20 при разных температурах

Температура, °CВязкость, мм2/с
-60250
-40110
-2055
033
+2520
+4016
+809
+1205,9
+1604,2
+2003,3
+2402,7

Здравствуйте, можете ли вы предоставить информацию о теплопроводности силиконовых масел серии Wacker 3 — 20? В описании на продукт информации нет.

Данные по теплоёмкости силиконовых масел с низкой вязкостью для удобства собраны в таблицу:

Вязкость жидкости | Вязкость воды, молока, бензина, нефти, спирта

Вязкость (кинематическая или динамическая) — свойство жидкости оказывать сопротивление относительному движению (сдвигу) частиц жидкости. Это свойство обусловлено возникновением в движущейся жидкости сил внутреннего трения, ибо они проявляются только при ее движении благодаря наличию сил сцепления между ее молекулами. Характеристиками вязкости являются: динамический коэффициент вязкости μ и кинематический коэффициент вязкости ν.

Единицей динамического коэффициента вязкости в системе СГС является пуаз (П): 1 П=1 дина·с/см 2 =1 г/(см·с). Сотая доля пуаза носит название сантипуаз (сП): 1 сП=0,01П. В системе МКГСС единицей динамического коэффициента вязкости является кгс·с/м 2 ; в системе СИ — Па·с. Связь между единицами следующая: 1 П=0,010193 кгс·с/м 2 =0,1 Па·с; 1 кгс·с/м 2 =98,1 П=9,81 Па·с. У нас на сайте приведен конвертер динамического коэффициента вязкости.

Кинематический коэффициент вязкости

Единицей кинематического коэффициента вязкости в системе СГС является стокc (Ст), или 1 см 2 /с, а также сантистокс (сСт): 1 сСт=0,01 Ст. В системах МКГСС и СИ единицей кинематического коэффициента вязкости является м 2 /с: 1 м 2 /с=10 4 Ст.

Вязкость жидкости с повышением температуры уменьшается. Влияние температуры на динамический коэффициент вязкости жидкостей оценивается формулой μ = μ0·e ­a(t-t0) , где μ = μ0 — значения динамического коэффициента вязкости соответственно при температуре t и t0 градусов; а — показатель степени, зависящий от рода жидкости; для масел, например, значения его изменяются в пределах 0,025—0,035.

Для смазочных масел и жидкостей, применяемых в машинах и гидросистемах, предложена формула, связывающая кинематический коэффициент вязкости и температуру:

где νt — кинематический коэффициент вязкости при температуре t 0 ;
ν50 — кинематический коэффициент вязкости при температуре 50 0 С;
t температура, при которой требуется определить вязкость, 0 С;
n — показатель степени, изменяющийся в пределах от 1,3 до 3,5 и более в зависимости от значения ν50.

С достаточной точностью n может определяться выражением n=lgν50+2,7. Значения n в зависимости от исходной вязкости ν при 50 0 С приведены далее в таблице

Значения динамического и кинематического коэффициентов вязкости некоторых жидкостей приведены далее в таблице

Жидкостьt, 0 Сμ, Пμ, П·cν, Ст
Бензин150,00650,000650,0093
Глицерин 50%-ный водный раствор200,06030,006030,0598
Глицерин 80%-ный водный раствор201,29700,129701,0590
Глицерин безводный2014,9901,499011,890
Керосин150,02170,002170,0270
Мазут1838,7003,870020,000
Молоко цельное200,01830,001830,0174
Нефть легкая180,1780,01780,250
Нефть тяжелая181,2840,012841,400
Патока188880,888600
Ртуть180,01540,001540,0011
Скипидар160,01600,001600,0183
Спирт этиловый200,01190,001190,0154
Эфир200,02460,002460,00327

Значение коэффициентов кинематической и динамической вязкости пресной воды

Вильнер Я.М. Справочное пособие по гидравлике, гидромашинам и гидроприводам.

Определение коэффициента вязкости жидкости Работу выполнила: ученица 11 класса Работу выполнила: ученица 11 класса МБОУ СОШ 129 МБОУ СОШ 129 Антоненко. — презентация

Презентация была опубликована 6 лет назад пользователемКирилл Захарчук

Похожие презентации

Презентация 11 класса по предмету «Физика и Астрономия» на тему: «Определение коэффициента вязкости жидкости Работу выполнила: ученица 11 класса Работу выполнила: ученица 11 класса МБОУ СОШ 129 МБОУ СОШ 129 Антоненко.». Скачать бесплатно и без регистрации. — Транскрипт:

1 Определение коэффициента вязкости жидкости Работу выполнила: ученица 11 класса Работу выполнила: ученица 11 класса МБОУ СОШ 129 МБОУ СОШ 129 Антоненко Любовь Антоненко Любовь Руководители: преподаватель физики Руководители: преподаватель физики Абрамова М. В., Абрамова М. В., доцент, К.Ф.-М.Н. СамГУ, доцент, К.Ф.-М.Н. СамГУ, кафедра «Оптики и кафедра «Оптики и спектроскопии» спектроскопии» Жукова В.А. Жукова В.А. Самара 2012

3 Цель работы: Поиск оптимальных методов определения коэффициента внутреннего трения жидкости (вязкости); выяснить от каких параметров он зависит. Поиск оптимальных методов определения коэффициента внутреннего трения жидкости (вязкости); выяснить от каких параметров он зависит. Задачи исследования: 1. Изучить литературу по теме исследования. 2. Выделить методы определения коэффициента внутреннего трения. 3. Подготовить оборудование, необходимое для выполнения эксперимента. Выполнить эксперимент. 4. Собрать и обработать данные, свести их в таблицы и провести анализ результатов. Сделать выводы. 5. Показать практическую значимость определения коэффициента внутреннего трения.

4 Методика исследования Предмет исследования: керосин, подсолнечное масло, глицерин. Предмет исследования: керосин, подсолнечное масло, глицерин. Для определения коэффициента внутреннего трения жидкости или газа применяется два метода: Для определения коэффициента внутреннего трения жидкости или газа применяется два метода: метод Стокса и метод Пуазейля. метод Стокса и метод Пуазейля. Метод Стокса основан на измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших тел сферической формы. Метод Стокса основан на измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших тел сферической формы. Метод Пуазейля основан на ламинарном течении жидкости в тонком капилляре. Метод Пуазейля основан на ламинарном течении жидкости в тонком капилляре.

5 Практическая часть Эксперимент 1: Определение коэффициента вязкости жидкости методом Стокса Оборудование: Стеклянный цилиндрический сосуд с нанесенными на нем двумя горизонтальными метками, исследуемая жидкость, штангенциркуль, секундомер, шарики, пинцет, линейка. Вычислить коэффициент внутреннего трения жидкости по формуле:

6 Эксперимент 1.1 Эксперимент 1.1 Оборудование: исследуемая жидкость (температура жидкостей 20 0 С), стальной шарик, плотностью 7800 кгм 3, цилиндрический сосуд, мерная лента, микрометр.

7 Исследуемая жидкость ρ ж, кгм 3 d ш, мl, мt, c η э, Па·с 1 Подсолнечное масло 92630,1730,61 2Керосин 82030,233,250,48 3Глицерин ,387,31,33 Таблица 1. Определение коэффициента вязкости

8 Эксперимент 1.2 Оборудование: исследуемая жидкость (температура жидкостей 20 0 С), стальной и свинцовый шарик,, цилиндрический сосуд, мерная лента, микрометр.

9 Таблица 2. Определение коэффициента вязкости подсолнечного масла. опытаρ ш, кгм 3 d ш, мl, мt, c G, гсм 2 см η э, Па·с 1 Сталь, ± ,790,191,55 2Свинец, ± ,80,32,28 опыта ρ ш, кгм 3 d ш, м l, мt, c G, гсм 2 см η э, Па·с 1 Сталь, ± , Свинец, ± ,690,3 10,32 Таблица 3. Определение коэффициента вязкости глицерина.

10 Эксперимент 1.3 Оборудование: исследуемая жидкость (температура жидкостей 20 0 С), стальные шарики различного диаметра, плотностью 7800 кгм 3,цилиндрический сосуд, мерная лента, микрометр.

11 опытаρ ш, кгм 3 d ш, мl, мt, cG, гсм 2 см η э, Па·с 1Сталь, ± ,990,191,55 2Сталь, 75004,219 ± , 710,273,68 Таблица 4. Масло Таблица 5. Глицерин опытаρ ш, кгм 3 d ш, мl, мt, c G, гсм 2 см η э, Па·с 1 Сталь, ± ,40,198,32 2Сталь, ,219 ± ,50,2716,3

12 Вывод: Таким образом, вязкость исследуемых жидкостей имеет различные значения, она зависит от природы жидкости. Вязкость в значительной степени зависит от мольной массы вещества, строения молекул, типа межмолекулярных взаимодействий. Коэффициент вязкости жидкостей представленных в таблице больше вязкости воды.

13 0 0,5 1 1,5 Зависимость коэффициента вязкости от плотности жидкости Керосин Подсолнечное масло Глицерин Вывод: Таким образом, вязкость исследуемых жидкостей, как видно из таблицы и диаграммы имеет различные значения, она зависит от природы жидкости, от её плотности. Вязкость в значительной степени зависит от мольной массы вещества, строения молекул, типа межмолекулярных взаимодействий. Коэффициент вязкости жидкостей представленных в таблице больше вязкости воды.

14 С увеличением температуры коэффициент внутреннего трения жидкости уменьшается. Это связано с характером движения молекул в жидкости. Коэффициент вязкости м Па с

15 Эксперимент 2 Определение коэффициента внутреннего трения жидкости методом Пуазейля Оборудование: исследуемая жидкость, две медицинские бутылки для внутривенных вливаний, штангенциркуль, секундомер, линейка, резиновые пробки, две стеклянные трубки одинакового диаметра. Порядок выполнения работы: Порядок выполнения работы: 1. Измерить диаметр трубки штангенциркулем. 2. Измерить длину трубки l линейкой. 3. Измерить время t перетекания определенно­го количества жидкости через трубку известных длины и диаметра с помощью секундомера. 4. Определить объем V исследуемой жидкости по шкале нанесённой на сосуде. 5. Найти по таблице плотность исследуемой жидкости ρ ж. 6. Вычислить коэффициент внутреннего трения жидкости по формуле:

16 Зависимость коэффициента вязкости от рода жидкости Вывод: среднее значение коэффициента вязкости для шариков стали 3,89 Па·с.В соленой воде коэффициент вязкости меньше, чем в простой воде (при той же температуре). среднее значение коэффициента вязкости для шариков стали – 4,59 Па·с. Следовательно, коэффициент вязкости увеличивается в сладкой воде. То есть, сахар увеличивает коэффициент вязкости.

17 Заключение 1. В результате проведенных опытов я выяснила, что коэффициент внутреннего трения зависит от свойств среды (температуры, плотности), размеров, плотности тела. 2. Koэффициeнт вязкости жидкости весьма сильно зависит от температуры. С увеличением температуры вязкость жидкостей резко падает. 3. С увеличением плотности шарика коэффициент внутреннего трения увеличивается. 4. Чем больше скорость равномерного движения, тем меньше коэффициент вязкости. 5. Вязкость – измерение внутреннего трения жидкости. Это трение возникает между слоями жидкости при ее движении. Чем больше трение, тем больше силы необходимо приложить, чтобы вызвать движение («сдвиг»). Сдвиг имеет место при физическом перемещении или разрушении жидкости: разливе, растекании, разбрызгивании, перемешивании и т.п. Для сдвига жидкостей с высокой вязкостью необходимо приложить больше силы, чем для маловязких материалов. 6. Измерение вязкости жидкости имеет важную роль в нашей повседневной жизни. Предположим, наша кровь слишком густая, то может возникнуть тромба и вызвать сердечный приступ или инсульт, или если кровь слишком жидкая, может начаться кровотечение, остановить которое бывает сложно в течение нескольких часов. Врачи должны знать о вязкости нашей крови при выполнении операций. С другой стороны, при конструировании химического завода мы разрабатываем систему распределения воды по городской системе водоснабжения. Учитывая средний спрос на воду для города на любой данный момент времени, мы должны знать вязкость воды, каким будет водный поток? Каково давление в трубах? Какие размеры труб будут нужны для строительства? Может ли труба выдержать давление? Все это зависит от вязкости воды. Проблема становится еще более сложной в разработке химических заводов, где много разных жидкостей, кроме воды, и их вязкость должна также учитываться.

Справочные сведения о вязкости и плотности жидкостей (ПРИЛОЖЕНИЕ Е)

1. Краткие сведения о вязкости жидкостей

Вязкость – свойство жидкости оказывать сопротивление действию внешних сил, вызывающих перемещение ее частиц или слоев. Вязкость зависит от типа жидкости и ее температуры и давления. Различают динамическую и кинематическую вязкость.

Динамическая вязкость (коэффициент внутреннего трения) η определяется силой трения, которая возникает на квадратном метре поверхности двух перемещающихся друг относительно друга слоев жидкости при градиенте скорости, равном единице.

Кинематическая вязкость ν – отношение динамической вязкости жидкости к ее плотности

Размерность единиц вязкости в различных системах и их соотношение.

1 П = 0,1 Па⋅с = 0,1 Н⋅с/м 2

1 Ст = 10-4 м 2 /с = 102 мм 2 /с = 100 сСт (сантистокс)

1 сСт = 1 мм 2 /с = 10-2 см 2 /с = 10 -6 м 2 /с

Для обозначения вязкости мазутов используют характеристику вязкость условная ВУ и внесистемную единицу измерения – °ВУ. Вязкость условная связана с кинематической вязкостью (в сантистоксах) следующей формулой:

2. Методика расчета коэффициента корректировки кинематической вязкости

Для расчета коэффициента корректировки вязкости необходимо:

— определить диапазон температур рабочей жидкости при эксплуатации расходомера – tмин и tмакс;

— определить значения динамической вязкости и скорость ультразвука в граничных точках температурного диапазона ηмин и ηмакс, смин и смакс;

— вычислить коэффициент корректировки вязкости Sкор по следующей формуле:

где с – скорость ультразвука, км/с;

ν – кинематическая вязкость;

Для определения скорости ультразвука можно использовать значения, измеренные расходомером (меню Техн. пар. 1 канал строка Скор. УЗС).

Таблица Е.1. Значение кинематической вязкости мазутов при различных температурах

Таблица Е.2. Значение коэффициента корректировки кинематической вязкости для различных жидкостей

Таблица Е.3. Значение плотности мазутов при различных температурах

Презентация на тему: Определение коэффициента вязкости жидкости

Определение коэффициента вязкости жидкости Работу выполнила: ученица 10 класса МОУ Новоспасской СОШ Мухаметшина Ксения Рустамовна Руководитель: Довбыш Н.А учитель физики высшей категории

Поиск оптимальных методов определения коэффициента внутреннего трения жидкости (вязкости); выяснить от каких параметров он зависит. Задачи исследования: 1.Изучить литературу по теме исследования. 2.Выделить методы определения коэффициента внутреннего трения.3.Подготовить оборудование, необходимое для выполнения эксперимента. Выполнить эксперимент. 4.Собрать и обработать данные, свести их в таблицы и провести анализ результатов. Сделать выводы. 5.Показать практическую значимость определения коэффициента внутреннего трения.

Методика исследования Предмет исследования: водопроводная вода, солёная вода, сладкая вода, керосин, подсолнечное масло, глицерин, спирт, касторовое масло, машинное масло. Для определения коэффициента внутреннего трения жидкости или газа применяется два метода: метод Стокса и метод Пуазейля. Метод Стокса основан на измерении скорости медленно движущихся в жидкости небольших тел сферической формы. Метод Пуазейля основан на ламинарном течении жидкости в тонком капилляре.

Практическая часть Эксперимент 1: Определение коэффициента вязкости жидкости методом СтоксаОборудование: Стеклянный цилиндрический сосуд с нанесенными на нем двумя горизонтальными метками, исследуемая жидкость, штангенциркуль, секундомер, шарики из пластмассы, пластилинаи стали, пинцет, линейка. Порядок выполнения работы:1. Измерить диаметр шарика штангенциркулем.2. Измерить расстояние l между метками на стеклянном цилиндре линейкой.3. Измерить время t падения шарика между метками с помощью секундомера.4. Измерить температуру жидкости термометром.5. Найти по таблице плотность исследуемой жидкости для измеренной температуры и плотность шарика.6. Вычислить коэффициент внутреннего трения жидкости по формуле:

Эксперимент №1.1 Оборудование: исследуемая жидкость: вода, температура которой 10˚С, а плотность ρ=1000 кг/м3; цилиндрический сосуд диаметром — 5,5·10-2 м, высота уровня воды в сосуде — 50·10-2 м; шарики (пластмассовый, стальной, пластилиновый); термометр.

Таблица 1. Определение коэффициента вязкости холодной воды Вывод: В результате проделанного опыта я определила коэффициент внутреннего трения воды при температуре t = 10˚С. Из таблицы видно, что среднее значение коэффициента вязкости для пластмассовых шариков:0,52 Па·с; для пластилиновых шариков: 0,77 Па·с и стали – 3,8 Па·сПлотность вещества, из которого сделан шарик, влияет на результат определения коэффициента внутреннего трения: чем плотность больше, тем полученное значение коэффициента внутреннего трения больше.

Зависимость вязкости жидкости от плотности тела, движущегося в жидкости

Вывод: С увеличением плотности шарика коэффициент внутреннего трения увеличивается. Но, коэффициент внутреннего трения жидкости (в пределах исследуемой жидкости) не должен зависеть от плотности шарика. Шарик является лишь средством для измерения коэффициента вязкости. Расчетная формула для определения коэффициента вязкости в опыте: Величины l, t определялись экспериментально. l – путь равномерного движения шарика. Путь равномерного движения шарика определялся в опыте на глаз. Известно, что, чем больше плотность шарика, тем больше нужно времени для установления равномерного движения.Из расчетной формулы видно, что, чем больше скорость равномерного движения, тем меньше коэффициент вязкости. Так как в результате опыта было установлено, что с увеличением плотности шарика коэффициент внутреннего трения увеличивается, то можно сделать вывод, что путь равномерного движения был установлен не точно, то есть реальная скорость равномерного движения шарика была гораздо больше. Это и является причиной того, что в результате опыта было установлено, что с увеличением плотности шарика коэффициент внутреннего трения увеличивается.

Эксперимент №1.2 Оборудование: исследуемая жидкость: вода, температура которой 40˚С, а плотность ρ=1000 кг/м3; цилиндрический сосуд диаметром- 5,5·10-2 м, высота уровня воды в сосуде — 50·10-2 м; шарики (пластмассовый, стальной, пластилиновый); термометр.

Таблица 2. Определение коэффициента вязкости горячей воды. Вывод: из таблицы видно, среднее значение коэффициента вязкости для пластмассовых шариков: 0,31 Па·с ; для пластилиновых шариков: 0,33 Па·с ; а стали — 2,3 Па·с.Коэффициент вязкости горячей воды меньше коэффициента вязкости холодной воды. Следовательно, коэффициент вязкости воды сильно зависит от температуры. Это связано с различиями в характере движения молекул. При понижении температуры вязкость некоторых жидкостей настолько возрастает, что они теряют способность течь.

Зависимость коэффициента вязкости от температуры жидкости С увеличением температуры коэффициент внутреннего трения жидкости уменьшается. Это связано с характером движения молекул в жидкости.

С увеличением температуры коэффициент внутреннего трения жидкости уменьшается. Это связано с характером движения молекул в жидкости.

Эксперимент №1.3. Оборудование: исследуемая жидкость: вода солёная (концентрация n = 60 г/л), температура -10˚С, а плотность ρ=1030 кг/м3; сладкая вода (концентрация n = 60 г/л), температура -10˚С,а плотность ρ = 842 кг/м3 Таблица 3. Определение коэффициента вязкости соленой воды.

Таблица 4. Определение коэффициента вязкости сладкой воды.

Зависимость коэффициента вязкости от рода жидкости Вывод: среднее значение коэффициента вязкости для пластмассовых шариков:1,06 Па•с ; для пластилиновых шариков:0,84 Па•с и стали – 4,59 Па·с. Следовательно, коэффициент вязкости увеличивается в сладкой воде. То есть, сахар увеличивает коэффициент вязкости. Вывод: среднее значение коэффициента вязкости для пластмассовых шариков:0,4 Па•с; для пластилиновых шариков:0,4 Па•с и стали 3,89 Па·с.Сравнивая результаты полученные в данном эксперименте с результатами предыдущего опыта я выяснила, что соль влияет на величину коэффициента внутреннего трения. В соленой воде коэффициент вязкости меньше, чем в простой воде (при той же температуре).

Эксперимент №1.5 Оборудование: исследуемая жидкость (температура жидкостей 200С), стальной шарик, плотностью 7800 кгм3, цилиндрический сосуд, мерная лента, микрометр. Таблица 5. Определение коэффициента вязкости исследуемых жидкостейМетод Стокса

Эксперимент 2 Определение коэффициента внутреннего трения жидкости методом ПуазейляОборудование: исследуемая жидкость, две медицинские бутылки для внутривенных вливаний, штангенциркуль, секундомер, линейка, резиновые пробки, две стеклянные трубки одинакового диаметра. Порядок выполнения работы:1. Измерить диаметр трубки штангенциркулем.2. Измерить длину трубки l линейкой.3. Измерить время t перетекания определенного количества жидкости через трубку известных длины и диаметра с помощью секундомера.4. Определить объем V исследуемой жидкости по шкале нанесённой на сосуде.5. Найти по таблице плотность исследуемой жидкости ρж.6. Вычислить коэффициент внутреннего трения жидкости по формуле:

Таблица 6 Определение коэффициента вязкости исследуемой жидкости Вывод: Анализируя полученные в таблицах значения я выяснила, что коэффициент внутреннего трения зависит от свойств среды (температуры, плотности).

Вывод: Таким образом, вязкость исследуемых жидкостей, как видно из таблицы и диаграммы имеет различные значения, она зависит от природы жидкости, от её плотности. Вязкость в значительной степени зависит от мольной массы вещества, строения молекул, типа межмолекулярных взаимодействий. Коэффициент вязкости жидкостей представленных в таблице больше вязкости воды.

1. В результате проведенных опытов я выяснила, что коэффициент внутреннего трения зависит от свойств среды (температуры, плотности), размеров, плотности тела.2. Koэффициeнт вязкости жидкости весьма сильно зависит от температуры. С увеличением температуры вязкость жидкостей резко падает. 3. С увеличением плотности шарика коэффициент внутреннего трения увеличивается. 4. Чем больше скорость равномерного движения, тем меньше коэффициент вязкости. 5. Вязкость – измерение внутреннего трения жидкости. Это трение возникает между слоями жидкости при ее движении. Чем больше трение, тем больше силы необходимо приложить, чтобы вызвать движение («сдвиг»). Сдвиг имеет место при физическом перемещении или разрушении жидкости: разливе, растекании, разбрызгивании, перемешивании и т.п. Для сдвига жидкостей с высокой вязкостью необходимо приложить больше силы, чем для маловязких материалов.6. Измерение вязкости жидкости имеет важную роль в нашей повседневной жизни. Предположим, наша кровь слишком густая, то может возникнуть тромба и вызвать сердечный приступ или инсульт, или если кровь слишком жидкая, может начаться кровотечение, остановить которое бывает сложно в течение нескольких часов. Врачи должны знать о вязкости нашей крови при выполнении операций. С другой стороны, при конструировании химического завода мы разрабатываем систему распределения воды по городской системе водоснабжения. Учитывая средний спрос на воду для города на любой данный момент времени, мы должны знать вязкость воды, каким будет водный поток? Каково давление в трубах? Какие размеры труб будут нужны для строительства? Может ли труба выдержать давление? Все это зависит от вязкости воды. Проблема становится еще более сложной в разработке химических заводов, где много разных жидкостей, кроме воды, и их вязкость должна также учитываться.

Рекомендации:1. Результаты работы можно использовать на уроках физики для активизации познавательной деятельности учащихся.2. Создание методической копилки для кабинета физики.

Добыча нефти и газа

Изучаем тонкости нефтегазового дела ВМЕСТЕ!

Вязкость

Вязкость — свойство жидкостей и газов, характеризующих сопротивляемость скольжению или сдвигу одной их части относительно другой.

Коэффициент динамической вязкости m характеризует силы взаимоде йствия между молекулами газа, которые преодолеваются при его движении.

Основной единицей вязкости в системе СИ является паскаль-секунда (Па*с). В нефтепромысловой практике вязкость измеряют в пуазах (П) или сантипуазах (сП). 1сП = 0,01 П= 0,001 Па*с.

Коэффициент кинематической вязкости. В расчетах наряду с абсолютной вязкостью газа применяют кинематическую вязкость n, равную абсолютной вязкости, деленной на плотность газа: n=m/r.

Единицей кинематической вязкости является квадратный метр на секунду (м2/с) или квадратный миллиметр на секунду (мм2/с) 1 мм2/с = 10-6 м2/с.

В нефтепромысловой практике кинематическую вязкость измеряют в стоксах (Ст) или сантистоксах (сСт) 1 Ст = 10-4 м2/с; 1 сСт = 10-6 м2/с = 1 мм2/с.

При пересчетах абсолютной вязкости газа в кинематическую значения плотности r или удельного веса g берутся при рассматриваемых давлениях и температурах.

Учет влияния на вязкость азота — .

Природа вязкости газов и жидкостей. В газах расстояние между молекулами существенно больше радиуса действия молекулярных сил, поэтому вязкость газов следствие хаотического (теплового) движения молекул, сопровождающее переносом от слоя к слою определённого количества движения, в результате медленные слои ускоряются, а более быстрые замедляются. Работа внешних сил, уравновешивающих вязкое сопротивление и поддерживающее установившееся течение, полностью переходит в теплоту.

В жидкостях, где расстояние между молекулами много меньше, чем в газах, вязкость обусловлена молекулярным взаимодействием, ограничивающим подвижность молекул. В жидкости молекула может проникнуть в соседний слой лишь при образовании в нём полости, достаточной для перескакивания туда молекулы. На образование полости (на “рыхление” жидкости) расходуется так называемая энергия активации вязкого течения.

При больших давлениях (больше 10 -15МПА) газы становятся не идеальными, так как средние расстояния между молекулами становятся сравнимыми с радиусом межмолекулярного взаимодействия, и природа вязкости газов становится аналогичной жидкости.

Качественная зависимость вязкости газов и жидкостей от температуры .

В идеальном газе вязкость m не зависит от плотности (давления), а определяется величинами средней скорости и длиной свободного пробега молекул. Так как средняя скорость возрастает с повышением температуры Т (несколько возрастает также и длина свободного пробега), то вязкость газов увеличивается при нагревании (пропорционально корню квадратному от температуры) (рис.1.4).

Присутствие неуглеводородных компонентов в газе повышает вязкость природного газа.

В жидкостях энергия активации уменьшается сростом температуры и понижением давления. В этом состоит одна из причин резкого снижения вязкости жидкостей с повышением температуры и роста её при высоких давлениях.

В силу того, что при больших давлениях газы приобретают свойства жидкости, то при давлениях больших 10-15Мпа вязкость природных газов падает с ростом температуры (рис.1.4), но само значение вязкости повышается с ростом давления.

0 0 голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector