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1、测篦麻油在不同温度下的粘 滞系数实 验 报 告专业：*姓名：*学号：*测篦麻油在不同温度下的粘滞系数* *(*)摘 要： 落针法测定液体粘度，使用中空长圆柱体（针）在待测液体中垂直下落，采用霍尔 传感器和多功能毫秒计（单板机定时器）测量落针的速度，通过测量针的终极速度，确 定粘度，并将其显示出来。巧妙的取针装置和投针装置，使测量过程十分简便，并且自 动计算显示结果。该法可测量不透明液体的粘度和液体密度。关 键 词：不同温度 篦麻油 粘滞系数 落针法引 言： 当液体内各部分之间有相对运动时，接触面之间存在内摩擦力，阻碍液体的相对 运动，这种性质称为液体的粘滞性，液体的内摩擦力称为粘滞力，粘滞力的
2、大小和接 触面积以及相对速度成正比，比例系数 称粘滞系数。 粘度的大小取决于液体的性质与温度，温度升高，粘度减小，因此，测定液体 在不同温度下的粘度有很大的实际意义。原理简述 (一)仪器介绍：仪器本体 本体结构如图所示，装有待测液体的圆筒竖直固定在底座上。底座下部有调水平的螺钉，用一水 淮泡指示底座的水平。底座上竖立的支架中部装有霍尔传感器及温度计和取针器。圆筒顶部的盖 子上装有投针装置（发射器） ，它包括喇叭形的导环和带永久磁铁的拉杆，此导环便于取针和让针 沿圆筒轴线下落。当取针器把针由圆筒底部提起时，针沿导环到达盖子顶部，被拉杆上的永久磁 铁吸,拉起拉杆，针将沿圆筒轴自动下落。落针它是有机
3、玻璃制成的内置铅条的细长圆柱体，其外半径为 R2，平 均密度为 S改变铅条的数量可以改变针的平均密度，在针内部 的两端装有永久磁铁，两磁铁异名磁极相对，而同名磁极间的距 离为 L。 霍尔传感器圆柱状灵敏度极高的开关型霍尔传感器固定在仪器本体上，输出 信号接到单板机定时器上，每当磁铁经过霍尔传感器附近时，传 感器输出一个矩形脉冲，同时由 LED（发光二极管）指示。右图：1 取针器；2 发射器；3 磁铁；5 针；6 磁铁；7 霍尔传感器；8 圆筒容器(二)变温式落针粘度计是采用中长空圆柱体（针）在待测液体中垂直下落，通过测量针的收 尾速度确定液体的粘度。 当针在待测液体中沿容器中轴垂直下落时，经过
4、一段时间，针的重力与粘滞阻力以及针上下 端面的压力差达到平衡，针变为匀速运动，这时针的速度称为收尾速度，此速度可通过测量针内两 磁铁经过传感器的时间间隔 T 求得。 对于牛顿液体（粘度不随切变应力变化而变化的液体） ，在恒温条件下，求动力粘度 的公 式为：(1)2 21212213ln1231ln12sLrwrgRLR VRR C LR其中，-容器内筒半径，-落针外半径，-针下落收尾速度，g-重力加速度，-针的1R2RVs有效密度，-液体密度，-液体粘度，其中壁和针长的修正系数为：L其中 (2)351 2.042.090.95wCkkk 21kRR(3)2222rLLRR在实际情况下，上面（1
5、）式可作简化，并考虑（L-两磁铁同名磁极的间距，T-两磁LVT 铁经过传感器的时间间隔） 。则（1）式可改定为：(4)222 2112 22 21221ln23sL rgR TRRR LLRRR在变温条件下，还必须考虑到液体密度随温度的改变：(5)001Ltt 右用实验方法确定，大约,，t 为测试时的温度。30.93 10Co 020tC这样将(5)式代入(1)式，即可计算粘度 过。 因为将计钻戒 的程序已固化在仪器中，所以，利用该仪器可直接将粘度 计算并显示。 主要步骤： 1 在控温机箱上的复位键，显示“PH-2” ，表示已经进入复位状态。按 2 键，显示 “H”或“L”表示毫秒进入计时待命
6、状态。 2 将投针装置的磁铁拉起，让针落下，数据表显示时间（ms）按 A 键提示修改参数， 第一次显示落针的在效密度，第二次按 A 显示蓖麻油的有效密度，第三次按 A 显示该设 定温度下的液体粘度。3 连续加热游液体测定该温度下的液体粘度。 数据记录：容器内半径 R1 185mm针内同名磁极间距 L 70mm针有效密度 2260kg/m3s落针外半径 R2 3.5mm次数t（）12345平均值200.95440.95420.95430.95390.95400.9542210.87400.87440.87420.87420.87460.8743220.79800.79860.79810.7983
7、0.79860.793230.73140.73200.73180.73300.73190.7320240.67310.67740.67250.67360.67440.6742250.62260.62230.62250.62230.62230.6224260.57330.57140.57160.57160.57250.5721270.53290.53100.53250.53240.53290.5325280.52160.52160.52130.52150.52160.5214290.48350.48330.48350.48360.48330.4834300.45630.45640.45650.4
8、5660.45600.4563310.42140.42130.42130.42130.42180.4214320.39590.39620.39660.39660.39660.3965330.36200.36150.36240.36270.36260.3623340.34730.34730.34760.34720.34690.3473350.31240.31250.31220.31200.31220.3122360.29110.29160.29150.29140.29160.2914实验资料01020304050607080902122 23242526 272829 30 31323334 3
9、536t/0.01Pa.st 曲线注意事项：1.调节螺母使机座水平。应让针沿圆筒中心轴线保持竖直下落；2.温度间隔不能太大；3.用提针器将针提起后，由于液体受到打动，处于不稳定状态，应稍等片刻再进行下次测量；4.提什器将针提起后，应将针放到下面并将其磁铁转离容器，以免对针的下落造成影响。结 束 语：测量液体粘滞系数的方法有很多种，如常用的落球法、落针法、转叶法。本实验是用变温落针计测量液体在不同温度下的粘度系数落针在待测液体中垂直下落， 通过测量针的收尾速度确定粘度。采用霍尔传感器和多功能秒表计测量落针的速度，并将 粘度显示出来。对待测液体进行水浴加热，通过温控装置，达到预定的温度。巧妙的取针
10、 和提针装置，使测量过程极为简单。本实验既适用于牛顿液体，又适于非牛顿液体，还可测定液体密度。 参考文献： 潘小青. 大学物理实验教程, 华东理工大学出版社, 2006-01-01; 孙光东. 大学物理实验, 中国水利水电出版社，20072Measured in castor oil viscosity underdifferent temperaturesAbstract： Determination of Lophodermium liquid viscosity, the use of a long hollow cylinder (needle) in the test liquid
11、in a vertical whereabouts, the use of Hall sensors and multi-function milliseconds (SBC timer) pin down the speed of measurement, by measuring the needle the ultimate speed, determine the viscosity, and displayed. Clever devices and check for pin-pin device, so that measurement is very simple, and the result will be displayed automatically calculated. The method can measure the viscosity opaque liquid and liquid density.Key words: Different temperatures Castor oil ViscosityDrop stitch
