文档介绍：实验 4 落球法测量液体的粘滞系数液体粘滞系数又叫内摩擦系数或粘度,是描述流体内摩擦力性质的一个重要物理量, 它表征流体反抗形变的能力, 只有在流体内存在相对运动时才表现出来。液体在管道中的传输、机械润滑油的选择、物体在液体中的运动等与都与液体的粘滞系数有关。液体粘滞系数可用落球法,毛细管法,转筒法等测量方法,其中落球法适用于测量粘滞系数( 以下简称η) 较高的液体。η的大小取决于液体的性质与温度, 温度升高η值将迅速减小。如蓖麻油在室温附近温度改变 1℃时η值改变约 10% 。因此,测定液体在不同温度η值才有意义,欲准确测量液体的粘滞系数,必须精确控制液体温度。 1[ 实验目的] 观察液体的内摩擦现象,学会用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘滞系数。了解 PID 温度控制的原理。练习用停表计时,用螺旋测微器测直径。 2[ 实验仪器] 变温粘度仪, ZKY-PID 温控实验仪,停表,螺旋测微计,钢球若干。 3[ 仪器介绍] 落球法变温粘度仪变温粘度仪的外型如图 11-1 所示。待测液体装在细长的样品管中, 能使液体温度较快的与加热温达到平衡, 样品管壁上有刻度线, 便于测量小球下落的距离。样品管外的加热水套连接到温控仪, 通过热循环水加热样品。底座下有调节螺钉,用于调节样品管的铅直。开放式 PID 温控实验仪温控实验仪包含水箱, 水泵, 加热器, 控制及显示电路等部分。温控试验仪内置微处理器, 带有液晶显示屏, 具有操作菜单化,能根据实验对象选择 PID 参数以达到最佳控制, 能显示温控过程的温度变化曲线和功率变化曲线及温度和功率的实际值,能存储温度及功率变化曲线,控制精度高等特点。开机后, 水泵开始运转, 显示屏显示操作菜单, 可选择工作方式输入序号及室温, 设定温度及 PID 参数使用▲▼键选择项目, ▲▼键设定参数,按确认键进入下一屏,按返回键返回上一屏。进入测量界面后,屏幕上方的数据栏从左至右依次显示序号,设定温度,初始温度,当前温度, 当前功率, 调节时间等参数。图形区以横坐标代表时间, 纵坐标代表温度( 以及功率), 并可用▲▼键改变温度坐标值。仪器每隔 15 秒采集 1 次温度及加热功率值, 并将采得的数据标示在图上。温度达到设定设定值并保持两分钟温度波动小于度, 仪器自动判定达到平衡, 并在图形区右边显示过渡时间 ts, 动态偏差σ, 静态偏差 e。一次实验完成退出时, 5进水孔 11-1 变温粘度仪仪器自动将屏幕按设定的序号存储(共可存储 10幅) ,以供必要时查看,分析,比较。停表 PC396 电子停表具有多种功能。按功能转换键, 待显示屏上方出现符号-------- 且第 1和第6、7 短横线闪烁时, 即进入停表功能。此时按开始/ 停止键可开始或停止计时, 多次按开始/ 停止键可以累计计时。一次测量完成后, 按暂停/ 回零键使数字回零, 准备进行下一次测量。 4[ 实验原理] 落球法测定液体的粘滞系数 1 个在静止液体中下落的小球受到重力、浮力和粘滞阻力 3 个力的作用, 如果小球的速度V 很小,且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的,则从流体力学的基本方程可导出表示粘滞阻力的斯托克斯公式: dF ?