Lab 13 mol rază capilară

LABORATOR DE LUCRU №13

ECHIPAMENTE: capilare, riglă, cronometru.

Atunci când se distribuie debitul de fluid în tubul de straturi diferite așa cum se arată în Fig. 1. Lungimea săgețile caracterizează viteza. Cea mai mare rată se observă pe axa tubului. Rata Conform abordarea pereților este redusă și stratul adiacent la pereții de repaus. Cu un astfel de impuls de transfer are loc în moleculele stratului fluid central unde cea mai mare viteză, a fibrelor, se deplasează cu o viteză mai mică. Acest lucru este echivalent cu cel pentru fiecare dintre straturile de o forță egală cu schimbarea unității de puls. timp, și anume, orice strat relativ lichid la un dvizhuschiosya adiacent suferă acțiunea unei forțe de frecare internă sau vâscozitatea. Magnitudinea acestei forțe este determinată de legea lui Newton:

unde S - suprafața de frecare strat;

 - coeficientul de frecare internă (coeficient de vâscozitate) lichidelor.

Vâscozitatea este numeric egală cu forța de frecare care acționează asupra stratului pe unitatea de suprafață, la un gradient de viteză egală cu unitatea. In sistemul vâscozității CGS are dimensiunea [g / (cmc)]. Această unitate se numește poise (poise).

Sistemul Unitatea SI este definită ca coeficientul de vâscozitate de viscozitate de un astfel de lichid, în care, la gradient de viteză unitate la zona de 1 m 2 de o forță egală cu 1 N, adică, 1 kg / (ms); Dimensiunea - [Pas].

Frecarea internă (vâscozitatea) este motivul pentru care fluxul de fluid prin tubul necesită o anumită diferență de presiune a fluidului, cu atât mai mare este mai vâscos fluid.

În laminar, relația de curgere a fluidului de echilibru între volumul de fluid care curge pe unitatea de timp prin conducta este determinată de raza R. Poiseuille formula:

unde l - lungimea tubului,

R - diferența de presiune la capetele tubului.

Folosind formula (2), trebuie remarcat faptul că fluxul de fluid trebuie să fie laminar, adică Viteza fluidului într-o direcție perpendiculară pe axa, toate punctele trebuie să fie egal cu zero. Aceasta înseamnă că straturile lichidului trebuie să curgă, deși la viteze diferite, dar paralele între ele. Pentru curgerea turbulentă Poiseuille formula nepotrivită.

Din mecanica a gazelor și lichidelor cunoscute că tranziția de la laminar la curgere turbulentă se produce deși nu brusc, dar în anumite condiții legate de proprietățile (fluid) dimensiunea țevii de gaz și viteza.

Astfel, pentru deplasarea într-o tranziție tub cilindric la curgerea turbulentă se produce atunci când adimensionale

Devine mai mare decât valoarea critică de ordinul 10 3.

 - densitatea gazului (lichid);

 - viteza medie a curentului;

R - raza țevii (capilare);

 - vâscozitatea gazului (fluid).

Această valoare se numește numărul Reynolds (Re).

In aceasta lucrare Poiseuille formulă este utilizată pentru a determina raza capilarului:

Rezultă că pentru calcularea necesară măsurarea R l - lungimea tubului capilar, V0 - volumul de lichid care curge pe unitatea de timp printr-un tub capilar și P - diferența de presiune la capetele tubului capilar (V - volumul curge lichid printr-un tub capilar într-un timp t).

Instrumentul utilizat în lucrare, numită viscozimetru capilar orizontal. Acesta este montat în partea din față, în cazul în care există fante pentru capilare detașabile și care, prin intermediul unor șuruburi pot fi instalate strict în funcție de linia verticală și nivelul. Pe un vas raft fix, pe o scală care determină volumul de fluid care curge prin tubul capilar în timpul timpul t. Pe lângă tubul de măsurare este întărită cu un dispozitiv de linie reticul, pe care se poate determina înălțimea coloanei de lichid. Cunoscând înălțimea coloanei de lichid, este ușor să se determine presiunea hidrostatică produsă de acesta.

În timpul experimentului înălțimea coloanei de lichid este modificată, adică, modificări și P. Presupunând că P variază în mod uniform, pot fi utilizate pentru a calcula valoarea medie a P , care este, evident egală

unde h1 și h2 - înălțimea lichidului în vas înainte de experiment și după măsurat pe linia verticală.

La calcularea razei capilarului prin formula (4) ar trebui să ia în considerare dependența viscozității coeficienților de temperatură. Această dependență este prezentată în tabelul 1.

Tabelul 1 - Coeficientul de frecare a apei interne la diferite temperaturi