3.4. Порядок выполнения работы и задания.

3.4.1. Определение вязкости жидкости методом Стокса

Расчёты проводить, используя следующие значения плотностей:

ρ_свинца=11220 кг/м3; ρ_сталь=7800 кг/м3;

ρ_{глицерина}=1260 кг/м3; ρ_масло=870 кг/м3.

1. Измерить диаметр шарика с помощью микроскопа (“4”⇾к=2.5*10^-2 мм/дел). Рассчитать радиус r шарика.

2. Опустить шарик в отверстие сосуда с жидкостью и с помощью секундомера определить время падения шарика между двумя метками, измерения провести 3 раза.

3. Рассчитать значение коэффициента вязкости по формуле (17);

4. Вычислить погрешность измерений.

5. Записать результаты измерений и вычислений в таблицы 1 (глицерин), 2 (масло).

Таблица 1 (глицерин).

№	rш, м	l, м	t,с	, м/с	η, кг/(м с)	ℰη, %	∆η, кг/(м с)
1.
2.
3.
Средн.

Таблица 2 (масло).

№	rш, м	l, м	t,с	, м/с	η, кг/(м с)	ℰη, %	∆η, кг/(м с)
1.
2.
3.
Средн.

3.4.2. Определение числа Рейнольдса, соответствующего переходу от ламинарного течения жидкости к турбулентному

Расчёты проводить, используя следующие значения:

Плотность воды ρ=1000 кг/м3; вязкость воды η=1.15۰10^-3 Па·с ;

радиус трубки R = 0.9 мм; длина трубки l = 0.48 м.

1. По формуле P=gH рассчитать разность давлений на концах трубы, задаваемой столбом жидкости H ≈ 160, 145, 125, 105, 90, 70, 50, 30, 15 см.

2. Для полученных ΔP по формуле (8) рассчитать расход воды Q_расчет; по полученным данным построить график зависимости Q _расчет= f(ΔP).

3. Получить такую же зависимость Q_эксп=f(ΔP) экспериментально для H ≈ 160, 145, 125, 105, 90, 70, 50, 30, 15 см, измеряя время прохождения t через трубу заданного объема воды V = 150 см³ (Q_эксп = V/t).

Для этого необходимо:

1. Поднять воронку Е (рис.8) на высоту H.

2. Открыть водопроводный кран В и наполнить трубу А до тех пор, пока вода не начнет вытекать через резиновую трубку Р в воронку Е, и выждать, пока уровень воды в трубе А не стабилизируется.

3. С помощью стакана С и секундомера определить время t прохождения через трубку Т объема воды V = 150 см³ (время наполнения стакана). Вычислить Q _эксп= V/t.

4. Записывать результаты измерений и вычислений в таблицу 3.

5. Построить экспериментально полученную зависимость Q _эксп = f(ΔP) на том же графике, что и полученную по формуле Пуазейля.

6. По отклонению экспериментальной зависимости от линейной, определить расход воды Q, соответствующий переходу от ламинарного режима к турбулентному.

7. По формуле (9) рассчитать v_ср, и, далее, по формуле (10) рассчитать число Рейнольдса Re соответствующее переходу от ламинарного режима к турбулентному.

Таблица 3.

H, м	∆p,Па	V, м3	t, с	Qэксп,м3/c	Qрасчет,м3/c	vср,м/c	Re
1,6
1,45
1,25
1,05
0,9
0,7
0,5
0,3
0,15