落球法测量液体得粘滞系数实验报告一、问题背景液体流动时,平行于流动方向得各层流体速度都不相同,即存在着相对滑动,于就是在各层之间就有摩擦力产生,这一摩擦力称为粘滞力(或粘滞系数),它得方向平行于接触面,其大小与速度梯度及接触面积成正比,比例系数 η称为粘度,它就是表征液体粘滞性强弱得重要参数。液体得粘滞系数与人们得生产,生活等方面有着密切得关系,比如医学上常把血粘度得大小做为人体血液健康得重要标志之一。又如,石油在封闭管道中长距离输送时,其输运特性与粘滞性密切相关,因而在设计管道前,必须测量被输石油得粘度。测量液体粘度可用落球法,毛细管法,转筒法等方法,其中落球法适用于测量粘度较高得透明或半透明得液体,比如:蓖麻油、变压器油、甘油等。二、实验目得 1.学习与掌握一些基本物理量得测量。 2.学习激光光电门得校准方法。 3.用落球法测量蓖麻油得粘滞系数。三、实验仪器 DH4606落球法液体粘滞系数测定仪、卷尺、螺旋测微器、电子天平、游标卡尺、钢球若干。四、实验原理处在液体中得小球受到铅直方向得三个力得作用:小球得重力(为小球质量)、液体作用于小球得浮力(就是小球体积,就是液体密度)与粘滞阻力(其方向与小球运动方向相反)。假如液体无限深广,在小球下落速度较小情况下,有 (1)上式称为斯托克斯公式,其中就是小球得半径;称为液体得粘度,其单位就是。小球在起初下落时,由于速度较小,受到得阻力也就比较小,随着下落速度得增大,阻力也随之增大。最后,三个力达到平衡,即(2)此时,小球将以作匀速直线运动,由(2)式可得: (3)令小球得直径为,并用,,代入(3)式得 (4)其中为小球材料得密度,为小球匀速下落得距离,为小球下落距离所用得时间。实验过程中,待测液体放置在容器中,故无法满足无限深广得条件,实验证明上式应进行如下修正方能符合实际情况: (5)其中为容器内径,为液柱高度。当小球得密度较大,直径不就是太小,而液体得粘度值又较小时,小球在液体中得平衡速度会达到较大得值,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得影响: (6)其中,Re称为雷诺数,就是表征液体运动状态得无量纲参数。 (7)当Re<0、1时,可认为(1)、(5)式成立;当0、1
