1.2. Завдання

1.2.1. Виміряти денсиметром густину рідини при кімнатній температурі (див. рис. 1). Залежністю густини від температури в розрахунках знехтувати.

1.2.2. Виміряти час витікання рідини із віскозиметра за восьми значень температури (рис.2).

1.2.3. Побудувати графіки ВУ°(Т), υ(Т), μ(Т).

1.2.4. Графічним і аналітичним способами визначити коефіцієнти емпіричної формули (1.4), яка виражає залежність динамічного коефіцієнта в’язкості μ від температури Т.

1.2.5. Визначити абсолютне й відносне розходження, яке виміряно в п. 1.2.2 і розраховано за емпіричною формулою значень коефіцієнта в’язкості μ(Т).

1.2.6. Скласти програму для розв'язування завдань 1.2.1 – 1.2.5 на ЕОМ.

1.3. Послідовність виконання роботи

3’ясувати значення t_в, виміряти час витікання рідини при кім­натній температурі, залити баню віскозиметра кип’ятком і поки ріди­на нагрівається, виміряти густину денсиметром.

Вказівки. Рідину наливати у віскозиметр тільки після установки штиря 3 в отвір чашки (див. рис.2). Рідини наливається стільки, щоб на її поверхні були видні однакові сліди від усіх штирків 5. Залишки рідини можна випускати, відчиняючи штир 3. Гвинтом регулюють верти­кальне положення осі чашки. Чекають стабілізації показників термомет­ра за 20 с. Секундомір включати разом з відкриванням отвору чашки, зупинити в момент обриву неперервного потоку. Точність виміру 0.1 с.

Рис.2

1.4. Визначення коефіцієнтів емпіричного рівняння

1.4.1. Графічний спосіб зводиться до побудови точок за даними табл. 1.1. Через ці точки (рис.3) провести “в середньому” пряму лінію, для якої маємо

; ; .

Рис.3

1.4.2. Аналітичний спосіб дає розв'язання, яке середнє від­носно, результатів виміру за методом мінімуму середньоквадратичних відхилень. Точки, які випадають і лежать далеко від графіка (див. рис.3), можна виключити. Коефіцієнти є розв'язком системи:

;

,

де n – кількість режимів із табл. 1.1.

1.5. Оцінка точності розв’язку задачі

У формулу (1.4) підставити здобуті значення коефіцієнтів a і μ₀, значення температури з табл. 1.1 і підрахувати значення μ_е, аб­солютне відхиленння і відносне відхилення:

.

Запитання для самоконтролю

1. Поняття про рідину.

2. Основні фізичні властивості рідини.

3. Поняття стисливості, її залежність від температури і тиску.

4. Поняття динамічної та кінематичної в’язкості рідини. Гіпотеза Ньютона.

Лабораторна робота №2

Визначення параметрів потоку рідини

Мета роботи – експериментально визначити витрату рідини, середню швидкість по перерізу і коефіцієнт Коріоліса.

2.1. Теоретичні відомості

Витратою називається кількість рідини, що протікав через живу течію потоку за одиницю часу. Цю кількість можна вимірювати в одиницях об’єму або в одиницях маси, у зв’язку з чим розрізняють об’ємну Q і масову Q_m витрати.

Для експериментального потоку, що має нескінченно малу площу dS перерізу, можна вважати дійсну швидкість ν однаковою в усіх точках перерізу. Для цього потоку об'ємні, м³/с, й масові, кг/с, витрати такі:

; (2.1)

. (2.2)

де ρ – густина рідини.

Для потоку скінченних розмірів у загальному випадку швидкість має різні значення у різних точках перерізу, тому витрати через перерізи:

; (2.3)

. (2.4)

Розбиваючи переріз на n частин із швидкістю в кожній з них ν_і, витрати рідини визначають так:

; (2.5)

. (2.6)

Середньою швидкістю течії рідини називається відношення витрат до площі перерізу:

. (2.7)

Фізичний зміст коефіцієнта Коріоліса – відношення реальної кінетичної енергії потоку рідини до кінетичної енергії, що виражена через середню швидкість:

. (2.8)