文档介绍：落球法测定液体不同温度的粘滞系数..
落球法测定液体不同温度的粘滞系数..
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落球法测定液体不同温度的粘滞系数..
实验三 落球法测定液体不同温度的粘滞系数
当液体内各部分之间有相对经
过 S 距离的时间 t 得到，即 ν0=S / t。
当小球的密度较大，
直径不是太小， 而液体的粘度值又较小时， 小球在液体中的平衡速
度 ν会达到较大的值， 奥西思－果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托克斯公式的影响：
0
f
3
0 d(1
3 Re
19 Re 2
(3-7)
16
1080
其中， Re 称为雷诺数，是表征液体运动状态的无量纲参数。
Re＝ ν0dρ0/ η
(3-8)
当 Re< 时，可认为 (3-2) 、(3-6)式成立。当 <Re<1 时，应考虑 (3-7) 式中 1 级修正项的影响，当 Re 大于 1 时，还须考虑高次修正项。
考虑 (3-7)式中 1 级修正项的影响及玻璃管的影响后，粘度 η 可表示为：
1
1
(
0 )gd 2
1
(3-9)
18v0 (1
d / D)(1
3Re/16)
1
3Re/16
由于 3Re/16 是远小于
1 的数，将 1/(1+3Re/16) 按幂级数展开后近似为
1－ 3Re/16，(3-9)
式又可表示为：
1
3 v0 d 0
(3-10)
16
已知或测量得到 ρ、 ρ、0
D、 d、v0 等参数后，由
(4)式计算粘度 η，再由 (3-8) 式计算 Re，
若需计算 Re 的 1 级修正，则由 (3-10) 式计算经修正的粘度
η。
1
在国际单位制中， η的单位是 Pa?s (帕·秒 )。在厘米 ?克 ?秒制中， η的单位是 P(泊 )或 cP(厘
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泊) 。它们之间的换算关系是：
1Pa?s = 10P= 1000cP
2． PID 调节原理
PID 调节器是按偏差的比例 (Proportional) ，积分 (Integral) ，微分 (Differential) ，进行调节，
是自动控制系统中应用最为广泛的一种调节规律，自动控制系统的原理可用图 3-1 说明。
图 3-1 PID 自动控制系统框图
假如被控量与设定值之间有偏差 e(t)=设定值 -被控量，调节器依据 e(t)及一定的调节规
律输出调节信号 u(t)，执行单元按 u(t)输出操作量至被控对象，使被控量逼近直至最后等于
设定值。调节器是自动控制系统的指挥机构。
在温控系统中，调节器采用 PID 调节，执行单元是由可控硅控制加热电流的加热器，
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操作量是加热功率，被控对象是水箱中的水，被控量是水的温度。
PID
调节器的调节规律可
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表示为：
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u t K P
1
t
de t
(3-11)
e t
e t dt TD
dt
TI
0
式中第一项为比例调节，
KP 为比例系数。第二项为积分调节，
TI 为积分时间常数。第
三项为微分调节，
TD 为微分时间常数。
PID 温度控制系统在调节过程中温度随时间的一般变化
关系可用图 3-2 表示，控制效果可用稳定性，准确性和快速
性评价。
系统重新设定 (或受到扰动 )后经过一定的过渡过程能够
达到新的平衡状态，则为稳定的调节过程；若被控量反复振
图 3-2 PID 温度控制调节过程
荡，甚至振幅越来越大，则为不稳定调节过