Сұйықтың тұтқырлығы

Жұмыс түрі: Реферат
Тегін: Антиплагиат
Көлемі: 9 бет
Таңдаулыға:

Қазақстан Республикасы Білім және ғылым министрлігі

Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті

Ақпараттық-коммуникациялық технологиялар факультеті

СӨЖ

Тақырыбы: Тұтқырлықты өлшейтін құралдар

Орындаған: Әбдікәрім Ә. Қ

Топ: АУ-601

Тексерген: Секербаева А. Б.

Семей 2017

Жоспар:

Кіріспе

Сұйықтың тұтқырлығы
Вискозиметрлердің құрылысы және қолдану облысы.
Сұйықтың тұтқырлығын анықтау тәртібі. Капиллярлы вискозиметрЭнглер вискозиметрі

Қорытынды

Пайдаланылған әдебиеттер

Кіріспе

Тұтқырлық деп реал сұйықтардың бөлшектерінің салыстырмалы орын ауыстыруына немесе жылжуына кедергі көрсететін сұйықтың қасиетін айтамыз. Әртүрлі жылдамдықпен қозғалып бара жатқан реал сұйықтың екі қабатының арасында ішкі үйкеліс күші, немесе тұтқырлық күші пайда болады. Ньютон сұйықтарының ішкі үйкелісі туралы гипотезасы көптеген зерттеулердің, әсіресе майлаудың гидродинамикалық теориясының негізін қалаушы Н. П. Петровтың тәжірибелері нәтижесінде дәлелденіп, осылайша ішкі үйкеліс заңдары қалыптасты. Осы заңға сәйкес, тура бағытталған құбыр бойымен аққан сұйық қозғалысы кезінде пайда болатын ішкі үйкеліс кедергісі сұйықтың тұтқырлығына байланысты болады және тұтқырлықтың динамикалық коэффициенті мына формула арқылы анықталады:

$C:\Users\компьютер\Pictures\1.png$ (1)

Осылайша, сұйық қабаттарының арасындағы жанама кернеудің олардың қозғалыс жылдамдығының градиентіне қатынасы, сұйықтың динамикалық тұтқырлығы деп аталады.

Тұтқырлықтың динамикалық коэффициентінің өлшемі [ML ^-1 T ^-1 ] . Халықаралық бірліктер жүйесінде (СИ) тұтқырлық бірлігі паскаль- секундпен (Па×с = Н×с/м ² ) өлшенеді.

Инженерлік практикада тұтқырлықтың басқа да сипаттамасы жиі қолданылады - ν тұтқырлықтың кинематикалық коэффициенті, μ тұтқырлықтың динамикалық коэффициентінің сұйықтың тығыздығына ρ қатынасы.

$C:\Users\компьютер\Pictures\1.png$ (2)

Тұтқырлықтың кинематикалық коэффициентінің өлшемі [L ² T ^-1 ] . ν СИ жүйесінде м ² /с-пен өрнектеледі. СГС жүйесінде ν - см ² /с-пен өрнектеледі, бұл бірлік стокс деп аталады (Ст) ; 1 Ст = 10 ^-4 м ² /с. Практикада кинематикалық тұтқырлықтың үлестік бірлігін қолданады - 1 мм ² /с. СИ жүйесінде: 1 мм ² /с = 10 ^-6 м ² /с.

Сұйықтың тұтқырлығы

Сұйықтың тұтқырлығы бірдей көлемдегі зерттелетін және стандартты сұйықтардың ағу уақытын салыстыру жолымен арнайы аспаптардан алынатын Энглердің (°Е) градусымен, Сейболт ("S) секундтарымен көрсетілген шартты тұтқырлық түрінде де өрнектеледі.

Сұйықтың тұтқырлығы тұрақты шама емес. Ол негізгісі - температура болып табылатын бірқатар факторларға байланысты.

Сұйықтың температурасының өзгеруіне байланысты оның тұтқырлығы да өзгереді. Температура ұлғайған сайын тұтқырлықтың төмендеуі тамшылы сұйықтарға (су, мұнай, бензин, түрлі майлар) тән қасиет. Газдар үшін, соның ішінде ауа үшін температураның жоғарылауы тұтқырлықтың ұлғаюына әсер етеді.

Қысымның жоғарылауынан сұйықтың тұтқырлығы артады. Бірақ атмосфералық қысымға қарағанда, қысымды 50 атм (кгс/см ² ) дейін өзгертсек сұйықтың тұтқырлығы елеусіз өзгереді де, есептеу барысында ескерілмейді.

Сұйықта ауаның ерітілген немесе аралас түрде болуы, тұтқырлыққа әсерін тигізеді. Сұйықтағы ауаның құрамы көбейген сайын оның тұтқырлығы азаяды.

Сұйықтардың тұтқырлығын «вискозиметр» деп аталатын аспаптың көмегімен анықтайды. Жұмыс жасау принципіне және құрылысына қарай вискозиметрлердің бірнеше түрі болады.

Негізгісі:

- капиллярлы вискозиметрлер (капиллярдағы тұрақты өтіммен өтетін сұйық қысымының ауытқуын өлшеу) ;

- ағыс вискозиметрлері (сұйықтың тұтқырлығы ыдыстың табанындағы тесіктен зерттеліп отырған және стандартты сұйықтардың ағып шығу уақытын бақылау арқылы анықталады. Энглердің вискозиметрі техникада кеңінен таралған вискозиметрлердің түріне жатады) ;

- екі коаксиальды цилиндрлі ротациялық вискозиметрлер (сұйықтағы қатты денелердің айналуы кезінде түсірілетін күштерді өлшеу) ;

- вибрациялық вискозиметрлер (зерттелетін сұйықтағы пластинаның серпімді тербеліс жылдамдығының бәсеңдеуін өлшеу) ;

- құлайтын денелі вискозиметрлер ( сұйықтың тұтқырлығы оған құлайтын қатты дененің жылдамдығы арқылы анықталады. Мысалы, шыны немесе темір шарлар) .

Вискозиметрлердің құрылысы және қолдану облысы.

Вискозиметрді әртүрлі облыстарда өлшеу үшін қолданады. : мұнай өнімдерінің динамикалық тұтқырлығын (мұнай, бензин, керосин және т. б. ) ; жеке гигиена өнімдерін (сусабындар, лосьондар және т. б. ) ; пісіретін қоймалжыңдарды(паяльных паст) ; соустар мен дәмдеуіштерді (подлив) ; дәрі-дәрмектік заттарды (майларды, қойыртпақтарды) ; битумдарды; бояуларды, жабындар мен сияларды және басқа да заттар.

Капиллярлы вискозиметрлерді дистиллятты өнімдер мен майлардың тұтқырлығының 150 ºC градуста 0, 12 м ² /с дейінгі диапазонында талдау үшін қолданады.

Капиллярлы вискозиметр (1. 1сурет) V-тәріздес шыны түтік. Оң және сол иіні, М ₁ және М ₂ белгілерінің аралығында өлшегіш резервуар2, сондай- ақ 1 және 4 резервуар бар. Сол жақтағы иіннің жоғарғы жағында резіңке түтікті кигізетін шығару түтікшесі бар. Оң жақ иіннің төменгі жағы капиллярлы түтік түрінде жасалған 3.

Тұтқырлығы судан да жоғары майлар мен басқа да сұйықтардың тұтқырлығын анықтау үшін Энглер вискозиметрі кеңінен қолданылады. Ол ыңғайластырып орналастырылған екі латунды резервуардан тұрады 3 және 11. ( 1. 2 сурет) .

Ішкі резервуардың 3 сфера тәріздес табаны бар, ортасына латунды цилиндр түтік пісірілген (припаяна) 4, оның тесігіне зерттелген сұйық ағып шығатын калибрленген, конус тәріздес темір түтікше 8 жалғанған - қондырма 9. Қондырманың ұзындығы 20 мм, жоғарғы бөлігінің диаметрі 2, 9 мм, төменгі - 2, 8 мм.

Түтікшенің тесігі орта тұсынан, оны көтеріп тұратын серіппесі бар, ұшы үшкірленген стерженмен жабылған1. Резервуардың ішкі бетінде 3 зерттелген сұйықты қандай деңгейге дейін құю қажет екенін көрсететін үш ілмек бар10. Осы ілмектер бойынша көтерме винттердің көмегімен 6 аспапты тік қондыруға да болады.

Сыртқы резервуар су ваннасының қызметін атқарады.

$C:\Users\компьютер\Pictures\1.png$ $C:\Users\компьютер\Pictures\1.png$

а) б)

1. 1 Сурет - Капиллярлы шыны вискозиметр:

а - аспаптың жалпы көрінісі; б - аспаптың сұлбасы.

3 және 11 резервуарлар арасындағы кеңістік сақиналы газды немесе спиртті жандырғыштың 8 көмегімен, сондай-ақ электрқыздырғыштармен қыздырылатын сумен толтырылады. Сыртқы резервуардағы арнайы кронштейнде ваннадағы суды араластыру үшін араластырғыш бекітілген 2, 9 ол зерттелетін сұйықтың берілген температураға дейін бірқалыпты қыздырылуына ықпал етеді. Сынау кезіндегі шығынды азайту үшін ішкі резервуар тесігіне стержень 1 және термометр 13 орнатылған қуыс қақпақпен жабылады 12; ондағы термометр зерттелетін сұйықтың температурасын бақылауға арналған. Түтіктің 9 астына екі сақиналы белгісі 7 бар арнайы шыны колба 5 орнатылады. Төменгі белгі (риска) колбаның 100 см ³ сыйымдылығына сәйкес болады, жоғарғысы - 200 см ³ . Тұтқырлықты Энглердің вискозиметрімен анықтау берілген температурадағы қондырма арқылы шығып кететін зерттелетін 200 см ³ сұйықтың ағып кетуінің t _ж уақытын дистилденген судың сондай мөлшердегі t = 20 °C уақытымен t _В салыстыру. t _В шамасы судың саны деп аталады (t _B ≈50 ÷52 с) .

Теңдеудегі $\frac{t_{ж}}{t_{B}}$ = °Е қатынасы - Энглердің градусындағы тұтқырлық (шартты тұтқырлық) .

$C:\Users\компьютер\Pictures\images.png$ $C:\Users\компьютер\Pictures\viskozimetr-vu-m-englera.jpg$

а) б)

1. 2 Сурет -Энглер вискозиметрі:

а - аспаптың сұлбасы; б - аспаптың жалпы көрінісі.

Техникалық сипаттамасы

Вискозиметр тұрақтысы: ГОСТ 1532 көрсетілген мәніне сәйкес болады және 51±1 секундты құрайды (температура 20°С болғанда 200 мл дистилденген судың түтіктен ағып шығу уақыты) .

Тәжірибедегі сұйықтың максималды қыздыру температурасы: 110°С.

Қоректену параметрлері:

- бірфазалы тұрақсыз(переменный) ток;

- кернеу 220+22-33 В;

- жиілік 50±1 Гц;

- 2 кВт артық емес пайдаланылатын қуат;

Габаритті өлшемдері мен массасы:

- вискозиметрдің 235х224х560 мм;

- вискозиметр массасы: 5, 5 кг;

- температураны реттейтін блоктың 135х155х75 мм;

- температураны реттейтін блоктың массасы: 1, 5 кг

Сұйықтың тұтқырлығын анықтау тәртібі. Капиллярлы вискозиметр

Капиллярлы вискозиметр - температура тұрақты болғанда мөлдір сұйықтардың тұтқырлығын үлгінің калибрленген капилляр арқылы ағып шығу уақытын анықтау жолымен өлшеуге арналған аспап.

Кинематикалық тұтқырлықты анықтау әдісі мынадай: Шығатын түтікке 5 резіңке түтікті кигізеді. Әрі қарай, сол жақ иінді қысып және вискозиметрді аударып, оң жақ иінді суы бар ыдысқа батырып және резіңке алмұрттың көмегімен М ₂ белгісіне дейін сорып алады. Вискозиметрді ыдыстан суырып алып, тез арада қалыпты жағдайына келтіреді. Оң жақ иіндегі сұйықтың артығын құйып алып, иіннің ұшына резеңке түтікті кигізеді. Термостатқа (су моншасы) вискозиметрді резервуар 1 термостаттағы сұйықтың деңгейінен төмен болатындай етіп орнатады. Термостатта 15 минуттан кем емес ұстағаннан кейін сұйықты оң жақ иінге шамамен резервуар1 биіктігінің 1/3 бөлігіне дейін сорғызады. Сосын оң иіннен резеңке түтік ағытып алынады да, сұйық ауырлық күшінің әсерінен капилляр түтік 3 арқылы 2 резервуардан ағып шығады. Осыған орай секундомердің көмегімен М ₁ белгісі мен М ₂ белгісіне дейінгі сұйықтың жылжу уақытын Т анықтайды.

Сұйықтың кинематикалық коэффициентін (мм ² /с) мына формула бойынша анықтайды:

ν = сτ (3)

мұндағы с - вискозиметр тұрақтысы, мм ² /с (паспорт бойынша анықталады) ; τ - вискозиметрдегі сұйықтың ағып шығуының орташа арифметикалық уақыты, с.

Энглер вискозиметрі

Энглер вискозиметрі - тәжірибелік температурада зерттеліп отырған өнімнің ағып шығу уақыты мен + 20 ºC температурадағы дистилденген су мөлшерінің ағып шығу уақытының қатынасын анықтау арқылы, сұйықтың шартты тұтқырлығын өлшеуге арналған аспап.

Сұйық тұтқырлығын Энглер вискозиметрімен анықтау тәртібі мынадай. Вискозиметрдің қақпағын ашып, резервуардың ішкі беті мен түтікше таза әрі құрғатып сүртілгенін тексереміз.

Стерженді түтікшенің тесігіне қондырамыз және резервуарға зерттелетін сұйықтың еркін беті ілмектердің ұшын сәл жауып тұратындай етіп құямыз; бұл кезде сұйықтың көлемі шамамен 240 см3 құрайды. Егер ілмектің ұштары резервуардағы сұйықтың еркін бетімен бірдей жанасып тұрмаса, онда аспаптың осінің тік қалыптан ауытқып кеткені, бұл жағдайды көтергіш винттермен түзету керек.

Сұйығы бар резервуарды қақпақпен жауып, оның тесігіне термометр орнатады.

Ыдысқа су құяды, резервуардағы зерттелетін сұйықтың температурасы берілген температураға жеткенге дейін, немесе жанғышпен қыздырылады, немесе құрғақ мұзбен немесе қармен суытылады. Түтікшенің астына бос таза колба қойылады.

Вискозиметрдің қақпағын ұстап тұрып, стерженді сәл көтеріп секундомерді қосады. Қондырғыдан ағып шыққан сұйықтың колбаның ішкі жанындағы қабырғасына түсуін бақылау керек. Бұл колбаның ішінде сұйықтың деңгейін қадағалауға кедергі болатын көпіршіктерді болдырмайды.

Ағып шыққан сұйықтың деңгейі колбадағы жоғарғы, белгіге (рискаға) жеткенде, секундомерді тоқтатады. Секундпен алынған осы уақыт t _ж 200 см ³ зерттелген сұйықтың ағып шығу уақыты болып саналады.

Кейбір қателерді болдырмау үшін t _ж уақытын анықтау жұмысын бірнеше рет қайталайды.

Осындай жолмен судың санын да анықтайды t _В , яғни температурасы 20 °С болатын 200 см ³ дистилденген судың ағып шығу уақытын анықтауға болады. Әрбір вискозиметр үшін судың саны тұрақты болады және оны жасап шығарған зауыдпен көрсетіледі.

... жалғасы

Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.