液體粘度的測定實驗裝置

Ⅰ 本實驗中如果鋼球表面粗糙對實驗會有影響嗎

第
2
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落球法測量液體的粘滯系數

一、簡介

當液體流動時，平行於流動方向的各層流體速度都
不相同，即存在著相對滑動，於是在各層之間就有摩擦力
產生，這一摩擦力稱為粘滯力，它的方向平行於兩層液體
的接觸面，其大小與速度梯度及接觸面積成正比，比例系
數
η
稱為粘度，它是表徵液體粘滯性強弱的重要參數。液
體的粘滯性的測量是非常重要的，例如，現代醫學發現，
許多心血管疾病都與血液粘度的變化有關，血液粘度的增
大會使流入人體器官和組織的血流量減少，
血液流速減緩，
使人體處於供血和供氧不足的狀態，這可能引起多種心腦
血管疾病和其他許多身體不適症狀。因此，測量血粘度的
大小是檢查人體血液健康的重要標志之一。又如，石油在
封閉管道中長距離輸送時，
其輸運特性與粘滯性密切相關，
因而在設計管道前，必須測量被輸石油的粘度。

各種實際液體具有不同程度的粘滯性。
測量液體粘度有多種方法，
本實驗所採用的落球法是一種絕對法
測量液體的粘度。
如果一小球在粘滯液體中鉛直下落，
由於附著於球面的液層與周圍其他液層之間存在著相
對運動，
因此小球受到粘滯阻力，
它的大小與小球下落的速度有關。
當小球作勻速運動時，
測出小球下落的
速度，就可以計算出液體的粘度
。

二、實驗目的：

1.
觀察小球在液體中的下落過程，了解液體的內摩擦現象。

2.
掌握用落球法測定液體粘滯系數的原理和方法。

3.
掌握秒錶、密度計等基本測量儀器的使用方法。

三、實驗重點

熟悉斯托克斯定律，掌握用落球法測量液體的粘滯系數的原理和方法。

四、實驗難點

能夠熟練使用落球法粘滯系數測定儀准確的測出液體的粘滯系數。

五、課程講授

提問：
1.
斯托克斯定律是什麼？為什麼要對測量表達式（
2
）進行修正？

2.
實驗上如何使用落球法測液體的粘滯系數？

六、實驗儀器：

1
、
YJ-RZT-II
數字智能化熱學綜合實驗平台；
2
、液體粘滯系數實驗裝置、
3
、光電轉換實驗模板；
4
、連接電纜；
5
、
2mm
小鋼球；
6
、甘油；
7
、直尺；
8
、
千分尺；
9
、數字溫度感測器；
10
、小磁鋼及重錘部件；
11
、激光器；
12
、接收
器；
13
、量筒；
14
、導球管；
15
、物理天平；
16
、測溫探頭。

Ⅱ 流體測量的基本原理和方法。

流量測量方法
名詞與術語
 瞬時流量：單位時間內流過管道橫截面的流體量（m3/h、t/h）。
 累計流量：在一段時間內流過管道橫截面的流體總量（m3、t）。
 流量計：用於測量管道中流量的計量器具稱為流量計。
主要的質量指標
 流量范圍：最大與最小可測范圍，該范圍內誤差不超過容許值。
 量程和量程比：量程是最大流量與最小流量之差；量程比是最大流量與最小流量之比，又稱范圍度。
測量誤差
基本誤差：

准確度：流量計示值接近被測流量真值的能力，稱為流量計的准確度。
准確度等級有：0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、4.0級。
 重復性：流量計在同一工作條件下，多次重復測量，其示值一致性的程度，反映儀表隨機性誤差的大小。
按測量對象劃分就有封閉管道和明渠兩大類;
按測量目的又可分為總量測量和流量測量,其儀表分別稱作總量表和流量計。
按測量原理分有力學原理、熱學原理、聲學原理、電學原理、光學原理、原子物理學原理等。

流量計簡介

流量測量方法和儀表的種類繁多。工業用的流量儀表種類達100多種。品種如此之多的原因就在於至今還沒找到一種對任何流體、任何量程、任何流動狀態以及任何使用條件都適用的流量儀表。

本文按照目前最流行、最廣泛的分類法,分別介紹各種流量計的原理、特點、應用概況及國內外的發展情況。

序號 流量計種類 全球產量
百分比
1 差壓式流量計（孔板、文丘里） 45～55％
2 浮子流量計（又稱玻璃轉子流量計） 13～16％
3 容積式流量計（橢圓、腰輪、螺旋） 12～14％
4 渦輪流量計 9～11％
5 電磁流量計 5～6％
6 流體振盪流量計（渦街、旋進） 2.2～3％
7 超聲流量計（時差式、多普勒） 1.6～2.2％
8 熱式流量計 2～2.5％
9 科里奧利質量流量計 0.9～1.2％
10 其他流量計（插入式流量計 1.6～2.2％

1.1差壓式流量計
差壓式流量計是根據安裝於管道中流量檢測件產生的差壓,已知的流體條件和檢測件與管道的幾何尺寸來計算流量的儀表。
差壓式流量計由一次裝置(檢測件)和二次裝置(差壓轉換和流量顯示儀表)組成。通常以檢測件形式對差壓式流量計分類,如孔板流量計、文丘里流量計、均速管流量計等。
二次裝置為各種機械、電子、機電一體式差壓計,差壓變送器及流量顯示儀表。它已發展為三化(系列化、通用化及標准化)程度很高的、種類規格龐雜的一大類儀表,它既可測量流量參數,也可測量其它參數(如壓力、物位、密度等)。
差壓式流量計的檢測件按其作用原理可分為:節流裝置、水力阻力式、離心式、動壓頭式、動壓頭增益式及射流式幾大類。
檢測件又可按其標准化程度分為二大類:標準的和非標準的。
所謂標准檢測件是只要按照標准文件設計、製造、安裝和使用,無須經實流標定即可確定其流量值和估算測量誤差。
非標准檢測件是成熟程度較差的,尚未列入國際標准中的檢測件。
差壓式流量計是一類應用最廣泛的流量計,在各類流量儀表中其使用量占居首位。近年來,由於各種新型流量計的問世,它的使用量百分數逐漸下降,但目前仍是最重要的一類流量計。
優點:
(1)應用最多的孔板式流量計結構牢固,性能穩定可靠,使用壽命長;
(2)應用范圍廣泛,至今尚無任何一類流量計可與之相比擬;
(3)檢測件與變送器、顯示儀表分別由不同廠家生產,便於規模經濟生產。
缺點:
(1)測量精度普遍偏低;
(2)范圍度窄,一般僅3:1~4:1;
(3)現場安裝條件要求高;
(4)壓損大(指孔板、噴嘴等)。
應用概況:
差壓式流量計應用范圍特別廣泛,在封閉管道的流量測量中各種對象都有應用,如流體方面:單相、混相、潔凈、臟污、粘性流等;工作狀態方面:常壓、高壓、真空、常溫、高溫、低溫等;管徑方面:從幾mm到幾m;流動條件方面:亞音速、音速、脈動流等。它在各工業部門的用量約占流量計全部用量的1/4~1/3。
1.2 浮子流量計
浮子流量計,又稱轉子流量計,是變面積式流量計的一種,在一根由下向上擴大的垂直錐管中,圓形橫截面的浮子的重力是由液體動力承受的,從而使浮子可以在錐管內自由地上升和下降。
浮子流量計是僅次於差壓式流量計應用范圍最寬廣的一類流量計,特別在小、微流量方面有舉足輕重的作用。
80年代中期,日本、西歐、美國的銷售金額占流量儀表的15%~20%。我國產量1990年估計在12~14萬台,其中95%以上為玻璃錐管浮子流量計。
特點:
(1)玻璃錐管浮子流量計結構簡單,使用方便,缺點是耐壓力低,有玻璃管易碎的較大風險;
(2)適用於小管徑和低流速;
(3)壓力損失較低。
1.3容積式流量計
原理
結構 容積式流量計按其測量元件分類,可分為橢圓齒輪流量計、刮板流量計、雙轉子流量計、旋轉活塞流量計、往復活塞流量計、圓盤流量計、液封轉筒式流量計、濕式氣量計及膜式氣量計等。

特點 (1)計量精度高;
(2)安裝管道條件對計量精度沒有影響;
(3)可用於高粘度液體的測量;
(4)范圍度寬;
(5)直讀式儀表無需外部能源可直接獲得累計,總量,清晰明了,操作簡便。
缺點:
(1)結果復雜,體積龐大;
(2)被測介質種類、口徑、介質工作狀態局限性較大;
(3)不適用於高、低溫場合;
(4)大部分儀表只適用於潔凈單相流體;
(5)產生雜訊及振動。

應用 容積式流量計與差壓式流量計、浮子流量計並列為三類使用量最大的流量計,常應用於昂貴介質(油品、天然氣等)的總量測量。
工業發達國家近年PD流量計(不包括家用煤氣表和家用水表)的銷售金額占流量儀表的13%~23%;我國約佔20%,1990年產量(不包括家用煤氣表)估計為34萬台,其中橢圓齒輪式和腰輪式分別約佔70%和20%。

優點:
應用概況:
1.4 渦輪流量計
渦輪流量計,是速度式流量計中的主要種類,它採用多葉片的轉子(渦輪)感受流體平均流速,從而且推導出流量或總量的儀表。
一般它由感測器和顯示儀兩部分組成,也可做成整體式。
渦輪流量計和容積式流量計、科里奧利質量流量計稱為流量計中三類重復性、精度最佳的產品,作為十大類型流量計之一,其產品已發展為多品種、多系列批量生產的規模。
優點:
(1)高精度,在所有流量計中,屬於最精確的流量計;
(2)重復性好;
(3)元零點漂移,抗干擾能力好;
(4)范圍度寬;
(5)結構緊湊。
缺點:
(1)不能長期保持校準特性;
(2)流體物性對流量特性有較大影響。
應用概況:
渦輪流量計在以下一些測量對象獲得廣泛應用:石油、有機液體、無機液、液化氣、天然氣和低溫流體統在歐洲和美國,渦輪流量計在用量上是僅次於孔板流量計的天然計量儀表,僅荷蘭在天然氣管線上就採用了2600多台各種尺寸,壓力從0.8~6.5MPa的氣體渦輪流量計,它們已成為優良的天然氣計量儀表。
1.5電磁流量計
電磁流量計是根據法拉弟電磁感應定律製成的一種測量導電性液體的儀表。
電磁流量計有一系列優良特性,可以解決其它流量計不易應用的問題,如臟污流、腐蝕流的測量。
70、80年代電磁流量在技術上有重大突破,使它成為應用廣泛的一類流量計,在流量儀表中其使用量百分數不斷上升。
優點:
(1)測量通道是段光滑直管,不會阻塞,適用於測量含固體顆粒的液固二相流體,如紙漿、泥漿、污水等;
(2)不產生流量檢測所造成的壓力損失,節能效果好;
(3)所測得體積流量實際上不受流體密度、粘度、溫度、壓力和電導率變化的明顯影響;
(4)流量范圍大,口徑范圍寬;
(5)可應用腐蝕性流體。
缺點:
(1)不能測量電導率很低的液體,如石油製品;
(2)不能測量氣體、蒸汽和含有較大氣泡的液體;
(3)不能用於較高溫度。
應用概況:
電磁流量計應用領域廣泛,大口徑儀表較多應用於給排水工程;中小口徑常用於高要求或難測場合,如鋼鐵工業高爐風口冷卻水控制,造紙工業測量紙漿液和黑液,化學工業的強腐蝕液,有色冶金工業的礦漿;小口徑、微小口徑常用於醫葯工業、食品工業、生物化學等有衛生要求的場所。
1.6 渦街流量計
渦街流量計是在流體中安放一根非流線型游渦發生體,流體在發生體兩側交替地分離釋放出兩串規則地交錯排列的游渦的儀表。
渦街流量計按頻率檢出方式可分為:應力式、應變式、電容式、熱敏式、振動體式、光電式及超聲式等。
渦街流量計是屬於最年輕的一類流量計,但其發展迅速,目前已成為通用的一類流量計。
優點:
(1)結構簡單牢固;
(2)適用流體種類多;
(3)精度較高;
(4)范圍度寬;
(5)壓損小。
缺點:
(1)不適用於低雷諾數測量;
(2)需較長直管段;
(3)儀表系數較低(與渦輪流量計相比);
(4)儀表在脈動流、多相流中尚缺乏應用經驗。
1.7 超聲流量計
超聲流量計是通過檢測流體流動對超聲束(或超聲脈沖)的作用以測量流量的儀表。
根據對信號檢測的原理超聲流量計可分為傳播速度差法(直接時差法、時差法、相位差法和頻差法)、波束偏移法、多普勒法、互相關法、空間濾法及雜訊法等。
超聲流量計和電磁流量計一樣,因儀表流通通道未設置任何阻礙件,均屬無阻礙流量計,是適於解決流量測量困難問題的一類流量計,特別在大口徑流量測量方面有較突出的優點,近年來它是發展迅速的一類流量計之一。
優點:
(1)可做非接觸式測量;
(2)為無流動阻撓測量,無壓力損失;
(3)可測量非導電性液體,對無阻撓測量的電磁流量計是一種補充。
缺點:
(1)傳播時間法只能用於清潔液體和氣體;而多普勒法只能用於測量含有一定量懸浮顆粒和氣泡的液體;
(2)多普勒法測量精度不高。
應用概況:
(1)傳播時間法應用於清潔、單相液體和氣體。典型應用有工廠排放液、:怪液、液化天然氣等;
(2)氣體應用方面在高壓天然氣領域已有使用良好的經驗;
(3)多普勒法適用於異相含量不太高的雙相流體,例如:未處理污水、工廠排放液、臟流程液;通常不適用於非常清潔的液體。
1.8 科里奧利質量流量計
科里奧利質量流量計(以下簡稱CMF)是利用流體在振動管中流動時,產生與質量流量成正比的科里奧利力原理製成的一種直接式質量流量儀表。
我國CMF的應用起步較晚,近年已有幾家製造廠(如太行儀表廠)自行開發供應市場;還有幾家製造廠組建合資企業或引用國外技術生產系列儀表。
1.9明渠流量計
與前述幾種不同,它是在非滿管狀敞開渠道測量自由表面自然流的流量儀表。
非滿管態流動的水路稱作明渠,測量明渠中水流流量的稱作明渠流量計(open channel flowmeter)。
明渠流量計除圓形外,還有U字形、梯形、矩形等多種形狀。
明渠流量計應用場所有城市供水引水渠;火電廠引水和排水渠、污水治理流入和排放渠;工礦企業水排放以及水利工程和農業灌溉用渠道。有人估計1995台,約占流量儀表整體的1.6%,但是國內應用尚無估計數據。
2 新工作原理流量儀表的研究和開發
2.1 靜電流量計(electrostatic flowmeter)
日本東京技術學院研製適用於石油輸送管線低導電液體流量測量的靜電流量計。
靜電流量計的金屬測量管絕緣地與管系連接,測量電容器上靜電荷便可知道測量管內的電荷。他們分別作了內徑4~8mm銅、不銹鋼等金屬和塑料測量管儀表的實流試驗,試驗表明流量與電荷之間接近於線性。
2.2 復合效應流量儀表(combined effects meter)
該儀表的工作原理是基於流體的動量和壓力作用於儀表腔體產生的變形,測量復合效應的變形求取流量。本儀表由美國GMI工程和管理學院開發,已申請兩項專利。
2.3 轉速表式流量感測器(tachmetric flowrate sensor)
它是由俄羅斯科學工程中心工業儀表公司開發，是基於懸浮效應理論研製的。該儀表已在若干現場成功的應用(例如在核電站安裝2000餘台測量熱水流量，連續使用8年),且還在改進以擴大應用領域。
3 幾種流量儀表應用和發展動向
3.1 科里奧利質量流量計(CMF)
國外CMF已發展30餘系列，各系列開發在技術上著眼點在於:流量檢測測量管結構上設計創新;提高儀表零點穩定性和精確度等性能;增加測量管撓度,提高靈敏度;改善測量管應力分布,降低疲勞損壞,加強抗振動干擾能力等。
3.2 電磁流量計(EMF)
EMF從50年代初進入工業應用以來,使用領域日益擴展,80年代後期起在各國流量儀表銷售金額中已佔16%~20%。
我國近年發展迅速,1994年銷售估計為6500~7500台。國內已生產最大口徑為2~6m的ENF,並有實流校驗口徑3m的設備能力。
3.3 渦街流量計(USF)
USF在60年代後期進入工業應用,80年代後期起在各國流量儀表銷售金額中已佔4%~6%。1992年世界范圍估計銷售量為3.54.8萬台,同期國內產品估計在8000~9000台。
4 結論
由上述可知,流量計發展到今天雖然已日趨成熟,但其種類仍然極其繁多,至今尚無一種對於任何場合都適用的流量計。
每種流量計都有其適用范圍,也都有局限性。這就要求我們:
(1)在選擇儀表時,一定要熟悉儀表和被測對象兩方面的情況,並要兼顧考慮其它因素,這樣測量才會准確;
(2)努力研製新型儀表,使其在現有的基礎上更加完善。

流量相關的物性參數
在流量測量和計算中，要使用到一些流體的物理性質（流體物性），它們對流量測量的准確度及流量計的選用都有很大影響。我們對這些物性參數只作基本概念及一些簡單計算式的介紹，詳細數據資料需到有關手冊去查詢。
1．流體的密度
流體的密度由下式定義

ρ—流體密度，kg/m3；
m—流體的質量，kg；
V—流體的體積，m3。
（1） 液體的密度
壓力不變時，液體密度計算式為：

ρ—溫度t時液體的密度，kg/m3；
ρ20—20℃時液體的密度，kg/m3；
μ—液體的體積膨脹系數，1/℃；
t—液體的溫度，℃。
溫度不變時，液體密度計算式為：

ρ1—壓力P1時液體的密度，kg/m3；
ρ0—壓力P0時液體的密度，；kg/m3；
β—液體的體積壓縮系數1/Mpa；
P0、P1——液體的壓力，Mpa。
通常壓力的變化對液體密度的影響很小，在5Mpa以下可以忽略不計，但是對於碳氫化合物，即使在較低壓力下，亦應進行壓力修正。
（2） 氣體的密度
工作狀態下干氣體的密度計算式為：

ρ—工作狀態下干氣體的密度，kg/m3；
ρn—標准狀態下（293.15k，101.325kPa）干氣體的密度，kg/m3；
p—工作狀態下氣體的絕對壓力，kPa；
pn—標准狀態下絕對壓力，101.325kPa；
T—工作狀態下氣體的絕對溫度，K；
Tn—標准狀態下絕對溫度，293.15K；
Zn—標准狀態下氣體的壓縮系數；
Z—工作狀態下氣體的壓縮系數。
2．流體的粘度
流體本身阻滯其質點相對滑動的性質稱為流體的粘性。流體粘性的大小用粘度來度量。同一流體的粘度隨流體的溫度和壓力而變化。通常溫度上升，液體的粘度下降，而氣體粘度上升。液體粘度只在很高壓力下才需進行壓力修正，而氣體的粘度與壓力、溫度的關系十分密切。表徵流體粘度常用有如下二種：
（1）動力粘度

η——流體動力粘度，Pa•s；
τ—單位面積上的內摩擦力，Pa；
—速度梯度，1/s；
u —流體流速，m/s；
h —兩流體層間距離，m。
（3）運動粘度 流體的動力粘度與其密度的比值稱為運動粘度。

v——運動粘度m2/s 。
3．熱膨脹率
熱膨脹率是指流體溫度變化1ºC時其體積的相對變化率，即：

β—流體的熱膨脹率，1/℃；
V —流體原有體積，m3；
∆V—流體因溫度變化膨脹的體積，m3；
∆T—流體溫度變化值，℃。
4．壓縮系數
壓縮系數是指當流體溫度不變，所受壓力變化時，其體積的變化率，即：

k—流體的壓縮系數，1/Pa；
∆V—壓力為p時的流體體積m3；
∆p—壓力增加∆p時流體體積的變化量，m3。
5．雷諾數
雷諾數是一個表徵流體慣性力與粘性力之比的無量綱量，其定義為：

V—流體的平均速度，m/s；
L—流速的特徵長度，如在圓管中取管內徑值，m；
ν—流體的運動粘度，m2/s。
雷諾數的大小可以判斷流動的狀態，一般管道雷諾數Re＜2300為層流狀態，Re＝2000～4000為過渡狀態，Re＞4000為湍流（紊流）狀態。

希望能用上。

Ⅲ 誰知道落球法測量液體的粘滯系數的實驗報告

實驗十九 液體粘滯系數的測定
【實驗簡介】
當一種液體相對於其他固體、氣體運動，或同種液體內各部分之間有相對運動時，接觸面之間存在摩擦力。這種性質稱為液體的粘滯性。粘滯力的方向平行於接觸面，且使速度較快的物體減速，其大小與接觸面處的速度梯度成正比，比例系數 稱為粘度。 表徵液體粘滯性的強弱，測定的方法有(1)泊肅葉法，通過測定在恆定壓強差作用下，流經一毛細管的液體流量來求；（2）轉筒法，在兩同軸圓筒間充以待測液體，外筒做勻速運動，測內筒受到的粘滯力距；（3）阻尼法，測定扭擺、彈簧振子等在液體中運動周期或振幅的改變；（4）落體法，通過測量小球在液體中下落的運動狀態來求。
對液體粘滯性的研究在物理學、化學化工、生物工程、醫療、航空航天、水利、機械潤滑和液壓傳動等領域有廣泛的應用。本實驗採用落球法測定液體粘度。對液體粘滯性運動規律進行深入研究的人是斯托克斯。
圖19-1 斯托克斯
斯托克斯生平簡介
斯托克斯，G。G（George Gabriel stokes1819~1903）英國力學家、數學家。1819年8月13日生於斯克林，1903年2月1日卒於劍橋。
斯托克斯的主要貢獻是對粘性流體運動規律的研究。C．－L．－M．－H．納維從分子假設出發，將L．歐拉關於流體運動方程推廣，1821年獲得帶有一個反映粘性的常數的運動方程。1845年斯托克斯從改用連續系統的力學模型和牛頓關於粘性流體的物理規律出發，在《論運動中流體的內摩擦理論和彈性體平衡和運動的理論》中給出粘性流體運動的基本方程組，其中含有兩個常數，這組方程後稱納維-斯托克斯方程，它是流體力學中最基本的方程組。
【實驗目的】
1、掌握什麼是標征液體粘滯性強弱的重要參數；
2、學習測量液體的粘滯系數的方法；
【實驗儀器】
蓖麻油、玻璃圓筒（高約50cm，直徑5cm）、溫度計、秒錶、螺旋測微計、直尺。
【實驗原理】
1、粘滯系數的計算
若液體無限深廣，小球下落速度 較小情形時，有：

—粘滯系數 單位：
小球勻速運動時，三個力達到平衡：

令小球直徑為 ，並用 ， ， ，代入上式得

2、實驗時容器內徑為 ，液柱高度為 上式須修正為：
圖19-2 實驗裝置簡圖

給定參數：
重力加速度：
蓖麻油密度：
鋼球密度：
【實驗內容及要求】
1、將玻璃管調節豎直，標記出小球下落距離 （大約 ）；
2、記錄室溫 ；
3、用螺旋測微計測量小球直徑 ，重復六次測量，注意記錄螺旋測微計的零點讀數；
4、測量小球勻速下落 所需要的時間 ，重復六次測量；
5、用直尺測出玻璃管直徑 ，液面高度 ；
6、整理好實驗儀器。
【數據記錄】
溫度 ，玻璃管內直徑 mm，液面高度 mm，
測量小球直徑，零點讀數： mm， mm， mm
次數
1
2
3
4
5
6

下落速度的測量，下落距離 mm，
次數
1
2
3
4
5
6

【數據處理】
s
s

誤差分析：（說明實驗產生誤差的可能因素及影響大小）
【思考題】
1、如何判斷小球在作勻速運動？
2、如何判斷玻璃管是豎直的？
3、小球偏離中心軸線下落對實驗會帶來什麼樣的影響？

Ⅳ 落針法測定液體粘滯系數的測定

用落針法測定液體的動力粘度系數
落針法測定液體粘度，使用中空長圓柱體（針）在待測液體中垂直下落，採用霍爾感測器和多功能毫秒計（單板機計時器）測量落針的速度，通過測量針的終極速度，確定粘度，並將其顯示出來。巧妙的取針裝置和投針裝置，使測量過程十分簡便，並且自動計算顯示結果。該法可測量不透明液體的粘度和液體密度。
一、實 驗 目 的
1、學會用落針法測量液體的動力粘度系數。
2、學慣用霍爾感測器與單板機記錄針的下落時間。
二、儀 器 用 具
落針式動力粘度測定儀，游標卡尺，鋼直尺，物理天平，氣泡水準器，密度計等。
三、實 驗 原 理
在半徑為R1的圓管中裝滿粘度為η的液體，讓長為L，半徑為R2的圓柱形針在管中沿軸線垂直下落，
若離中心軸線距離為r的圓管狀液層的速度為V，作用在高為L的圓筒狀液面上的粘滯力為
而作用在半徑為r＋dr的圓筒狀液面上的粘滯力為 ，所以，作用在這兩個圓筒狀液面之間的液體上的粘滯力為 ，而在這兩個圓狀液面之間的液體上下面的壓強差（P1－P2）構成的力為[－（2πγdγ）（P1－P2）]，這個力與粘滯力 相平衡，即
（1）

若針在下落時的速度為υ∞解式（1）得
（2）
（3）
又根據質量守恆方程，在單位時間內被落針推開的液體流量πV∞R22等於流過針和圓管間隙的流量q，即
（4）
把式（3）代入式（4）計算得
（5）
可以證明式（5）中（P1－P2）能夠寫成（見附錄）
（6）
上式中ρS為針的密度，ρL為液體的密度，g為重力加速度。把式（6）代入式（5）得
（7）
在以上推導中，假設容器的深度和針的長度均為無限，而實驗中圓管的深度和針的長度均為有限，所以，應以針實際勻速下落的速度V0代替V∞。這時式（7）要加一修正因子C，C近似為 ， 式中 Lr＝（L－2R1）／2R2，於是式（7）改寫成
（8）
若針落下一定距離1的時間為t，則可得V0＝1／t，代入式（8），得η的測量公式為
（9）
如果已PL、g，那麼測出R1、R2、L、I、t，再稱出針的質量m，就可以算出η。
四、實 驗 裝 置
儀器由本體、落針、霍爾感測器和單板機計時器四部分組成。
1、儀器本體
本體結構如圖2所示，裝有待測液體的圓筒豎直固定在底座上。底座下部有調水平的螺釘，用一水淮泡指示底座的水平。底座上豎立的支架中部裝有霍爾感測器及溫度計和取針器。圓筒頂部的蓋子上裝有投針裝置（發射器），它包括喇叭形的導環和帶永久磁鐵的拉桿，此導環便於取針和讓針沿圓筒軸線下落。當取針器把針由圓筒底部提起時，針沿導環到達蓋子頂部，被拉桿上的永久磁鐵吸住，拉起拉桿，針將沿圓筒軸線自動下落。

2．落針
針如圖3所示，它是有機玻璃製成的內置鉛條的細長圓柱體，其外半徑為R2，平均密度為ρS改變鉛條的數量可以改變針的平均密度，在針內部的兩端裝有永久磁鐵，兩磁鐵異名磁極相對，而同名磁極間的距離為I。
3．霍爾感測器
圓柱狀靈敏度極高的開關型霍爾感測器固定在儀器本體上，輸出信號接到單板機計時器上，每當磁鐵經過霍爾感測器附近時，感測器輸出一個矩形脈沖，同時由LED（發光二極體）指示。
4．單板機計時器
以單板機為基礎的多功能毫秒計用以計時和處理數據
由6個數碼管顯示。其面板如圖6－4所示，單板機計
時器不僅可以計數、計時，還有存貯、運算和輸出等功能。

Ⅳ 測定布氏粘度

有啊，你可以找一個托盤天平，將一頭改裝，下掛一平面物，抹上需要 測定的東西，粘到另一平面物上，天平另一端加砝碼測就可以了。
注意：1、平面物應該是你所測物常使用的對象
2、考慮到平面物大小不同，結果會不同，所以測出來得數值之間才有比較性，而不能與其他方法作比較

Ⅵ 液體粘滯系數的測定 思考題

[實驗器材]
奧氏粘度計、溫度計、秒錶、玻璃缸、洗耳球、量筒、量杯、刻度移液管（滴定管）、蒸餾水、灑精等。
[實驗原理]
1840年泊肅葉（Poiseulle）研究了牛頓液體在玻管中的流動，他發現流經毛細管的水的流量V與壓力差 ΔP＝P1-P2、毛細管半徑r0的四次方及時間t成正比，與毛細管的長度L、液體的粘度η成反比。其表達式是：
（2一1）
則
（2一2）

圖2-1 奧氏粘度計
應用這一原理，奧氏特瓦爾德（1553一1932）設計製做了如圖2一1所示的粘度計。它用玻璃製成，P泡的位置較高，為測定液體體積的球，上下各有一刻痕A和B（A、B間的容器相當於量筒），在B之下是一段截面相等的毛細管BC；Q泡位置較低，且比P泡大，為儲液器。使用時豎直放置在恆溫槽中。如果我們採用直接法測量，需將一定量的液體由D管注入，然後用洗耳球或移液管把液休吸人P泡，高於A線，讓液體經毛細管自由下降。液體下落到A線時開始計時，至B線時停止計時，時間間隔為t秒，流經BC的液體體積為V。由於該部分液體向下流動，受到的壓強差是 P=ρgh，因此有關系式
（2-3）
但是在實際中h、r0、L、V都是難以測準的，尤其是h在測量過程中，隨著液體重力勢能的改變而正比地變化著，更無法測量。因此用式2-3進行測算，其誤差很大，實施也較為困難，因而我門通常採用比較法，即讓相同體積的標准液體如蒸餾水和待測液體分別流過同一粘度計，則有
（2-4）
（2-5）
將上述二式進行比較，可得

由於相同體積的液體作用在毛細管中液體的平均液柱高度h都相同，所以
（2-6）
從式2-6可以看出，要測某一待測液體的粘滯系數，只要測量流經毛細管的時間t1、t2和密度ρ1、ρ2就可以了。從而使實驗簡化，並提高了測量的精確度。
此法對於牛頓液體（如酒精、血清或血漿）的測量來說，其測量精度高，操作簡便、並且裝置便宜。然而對於非牛頓液體來說就不太適宜，需換用其它的儀器，如旋轉粘度計、錐板粘度計等。
[實驗步驟]
測定某一溫度下酒精的粘滯系數
1．先用蒸餾水洗滌粘度汁三次，再用少量酒精（待測液）洗滌一次，甩干。
2．將粘度汁垂直地放人水缸，並在水缸中插人溫度汁。
3．用量筒（或移液管）取適量體積的酒精（如9毫升）注入粘度計，待幾分鍾後，記下水缸溫度。
4．用洗耳球從E端將酒精緩慢地吸至A刻度線以上，迅速移開洗耳球。當液面降到A處時，開啟停表；等液面降到B處時，卡住停表，記下表上的時間t2，如此重復五次，求出t2的平均值 和平均絕對誤差 。
5．將酒精從粘度計中倒人廢酒精瓶中，再用蒸餾水洗滌五次，甩干。
6．取與酒精相同體積的標准液體（蒸餾水）注入粘度汁，按4的方法，測出蒸餾水的t1，並求出 和 。
7．從附表2-2中查出選定溫度下水和酒精的密度ρ1、ρ2，以及在此溫度下蒸餾水的粘滯系數η1。
8．將以上數據代人2-6式算出酒精在選定溫度下的粘滯系數η2 。
[實驗記錄]
測量時的溫度 T＝ （℃）
水的密度 ρ1＝ （kg/m3）
酒精的密度 ρ2＝ （kg/m3）
水的粘滯系數η1＝ （Pa.S）
表2-1 酒精的粘滯系數的測定
次數 待測量
蒸餾水(t1) 蒸餾水（Δt） 灑精（t2) 灑精（Δt）
1
2
3
4
5
相對誤差

酒精的粘滯系數 （Pa.S）

平均絕對偏差

測量結果 （Pa.S）
[注意事項]
1.吸液體時要慢慢地吸，尤其快到A線時更應注意，不能吸得太猛，以免液體吸人洗耳球，而影響實驗結果。
2．在甩水和更換液體時，要小心不要折斷粘度計。
3．標准液體和待測液體的體積必須相等，否則無法進行比較。

Ⅶ 由於環境溫度過高，我怎樣測低於環境溫度下液體的密度，粘度要求恆溫水浴的

如你比如的，可以開空調。
當然，恆溫水浴鍋只能用來加熱，即恆定比環境溫度高的條件。
所以在你說的情況下（即需要溫度低於環境溫度），水浴鍋已經不適用了。需要別的裝置。
比如低溫恆溫槽，低溫恆溫機以及低溫恆溫水箱等。

恆溫水箱 使用范圍與結構： 適用於生物、化學、物理、植物、化工等科學上作精密恆溫的直接加熱製冷，和輔助加熱製冷之用。恆溫水槽結構為金屬長方形，採用冷軋鋼板精心製作外殼，不銹鋼內膽，數顯溫控儀，電源，水泵均裝在控制盒內。 恆溫水箱主要技術參數：
型號 溫度范圍 ℃ 溫度波動度 ℃ 工作槽容積 mm 工作槽開口 mm 槽深度 mm 循環泵流量 L/min
DKB-6 -5～100 ±0.05 250×200×150 180×140 150 6
DKB-1015 -5～100 ±0.05 280×250×220 235×160 220 6
DKB-1020 -5～100 ±0.05 280×250×280 235×160 280 6
DKB-1030 -5～80 ±0.05 400×325×230 310×280 230 6
DKB-1006 -10～100 ±0.05 250×200×150 180×140 150 6
DKB-2006 -20～100 ±0.05 250×200×150 180×140 150 6
DKB-2015 -20～100 ±0.05 300×250×200 235×160 200 6
DKB-2030 -20～80 ±0.05 400×325×230 310×280 230 6
DKB-3005A -30～100 ±0.1 250×200×120 180×140 120 6
DKB-3010 -30～100 ±0.1 250×200×200 180×150 200 6
DKB-3015 -30～100 ±0.1 300×250×200 235×160 200 6
DKB-3030 -30～80 ±0.1 400×325×230 310×280 230 6
DKB-4006 -40～100 ±0.1 250×200×120 180×140 120 6
DKB-4506S -45～100 ±0.1 270×170×120 150×150 120 6
DKB-4010A -40～40 ±0.1 310×200×150 180×180 150 6
恆溫水箱 注意事項： 1.熟悉儀器及控制面板部分，用兆歐表測量電源，插頭，接地是否有絕緣不良或短路情況。 2.按溫度設定方法設定好實驗溫度，待溫度恆定之後，即可開始實驗。 3.本恆溫加熱解質，最好使用蒸餾水，禁止使用河水和硬質水，若用自來水，則應在每次使用後，對恆溫鍋內進行一次清洗工作，防止加熱器上因積聚水垢而影響恆溫靈敏度.

Ⅷ 落球法測量液體的粘滯系數思考題有哪些

如何判斷小球在液體中已處於勻速運動狀態？答：先確定量筒之間的一段長度，測量出小球在此之間下落的時間，時間多次測量取平均值，算出這段距離的速度。然後再將這段距離放大或者縮小，測量時間，再算出這段距離的速度。如果後面計算得到的速度和之前得到的速度一樣，那麼就可以認為小球在這段距離是處於勻速運動狀態。

液體粘滯系數又稱液體粘度，是液體的重要性質之一，在工程、生產技術及醫學方面有著重要的應用。採用落球法測量液體粘滯系數，物理現象明顯，概念清晰，實驗操作和訓練內容較多，非常適合大學實驗教學；但以往此方法由於受手工按秒錶、視差及小球下落偏離中心等因素影響。

測量下落速度准確度不高。本公司研製的LPH型落球法變溫粘滯系數實驗儀具有以下優點。

1.用激光光電感測器結合單片機計時，克服人工秒錶計時的視差和反應誤差，測量小球下落速度的准確度高，引導學生掌握一種新型計時、測速、計數的方法。

2.設計地盤水平和立桿垂直調節裝置及衡量中心小球下落漏斗，保證小球從量筒中心下落。

3.兩個嚴格平行的激光束，不僅可以精確測量下落時間，而且可以精確測量下落距離。用手工計時，激光照明測距，可消除視差，便於兩種計時方法和誤差分析。本儀器既保留原實驗裝置的操作和實驗內容。

又增加了激光光電計時器的原理及使用方法，擴大了知識面，提高了測量精度，體現了實驗教學的現代化。本儀器可用於高等院校，中專的基礎物理實驗和設計研究性實驗、演示實驗。

Ⅸ 用斯托克斯公式測定液體的粘滯系數應注意哪些問題

用落針法測定液體的動力粘度系數落針法測定液體粘度，使用中空長圓柱體（針）在待測液體中垂直下落，採用霍爾感測器和多功能毫秒計（單板機計時器）測量落針的速度，通過測量針的終極速度，確定粘度，並將其顯示出來。巧妙的取針裝置和投針裝置，使測量過程十分簡便，並且自動計算顯示結果。該法可測量不透明液體的粘度和液體密度。一、實驗目的1、學會用落針法測量液體的動力粘度系數。2、學慣用霍爾感測器與單板機記錄針的下落時間。二、儀器用具落針式動力粘度測定儀，游標卡尺，鋼直尺，物理天平，氣泡水準器，密度計等。三、實驗原理在半徑為R1的圓管中裝滿粘度為η的液體，讓長為L，半徑為R2的圓柱形針在管中沿軸線垂直下落，若離中心軸線距離為r的圓管狀液層的速度為V，作用在高為L的圓筒狀液面上的粘滯力為而作用在半徑為r＋dr的圓筒狀液面上的粘滯力為，所以，作用在這兩個圓筒狀液面之間的液體上的粘滯力為，而在這兩個圓狀液面之間的液體上下面的壓強差（P1－P2）構成的力為[－（2πγdγ）（P1－P2）]，這個力與粘滯力相平衡，即（1）若針在下落時的速度為υ∞解式（1）得（2）（3）又根據質量守恆方程，在單位時間內被落針推開的液體流量πV∞R22等於流過針和圓管間隙的流量q，即（4）把式（3）代入式（4）計算得（5）可以證明式（5）中（P1－P2）能夠寫成（見附錄）（6）上式中ρS為針的密度，ρL為液體的密度，g為重力加速度。把式（6）代入式（5）得（7）在以上推導中，假設容器的深度和針的長度均為無限，而實驗中圓管的深度和針的長度均為有限，所以，應以針實際勻速下落的速度V0代替V∞。這時式（7）要加一修正因子C，C近似為，式中Lr＝（L－2R1）／2R2，於是式（7）改寫成（8）若針落下一定距離1的時間為t，則可得V0＝1／t，代入式（8），得η的測量公式為（9）如果已PL、g，那麼測出R1、R2、L、I、t，再稱出針的質量m，就可以算出η。四、實驗裝置儀器由本體、落針、霍爾感測器和單板機計時器四部分組成。1、儀器本體本體結構如圖2所示，裝有待測液體的圓筒豎直固定在底座上。底座下部有調水平的螺釘，用一水淮泡指示底座的水平。底座上豎立的支架中部裝有霍爾感測器及溫度計和取針器。圓筒頂部的蓋子上裝有投針裝置（發射器），它包括喇叭形的導環和帶永久磁鐵的拉桿，此導環便於取針和讓針沿圓筒軸線下落。當取針器把針由圓筒底部提起時，針沿導環到達蓋子頂部，被拉桿上的永久磁鐵吸住，拉起拉桿，針將沿圓筒軸線自動下落。2．落針針如圖3所示，它是有機玻璃製成的內置鉛條的細長圓柱體，其外半徑為R2，平均密度為ρS改變鉛條的數量可以改變針的平均密度，在針內部的兩端裝有永久磁鐵，兩磁鐵異名磁極相對，而同名磁極間的距離為I。3．霍爾感測器圓柱狀靈敏度極高的開關型霍爾感測器固定在儀器本體上，輸出信號接到單板機計時器上，每當磁鐵經過霍爾感測器附近時，感測器輸出一個矩形脈沖，同時由LED（發光二極體）指示。4．單板機計時器以單板機為基礎的多功能毫秒計用以計時和處理數據由6個數碼管顯示。其面板如圖6－4所示，單板機計時器不僅可以計數、計時，還有存貯、運算和輸出等功能。

Ⅹ 設計物化實驗

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