nowe

Wydział: Inżynieria Środowiska Dzień/ godzina: środa 11-14 Nr zespołu: 16
Data: 2 kwietnia 2014

Nazwisko i imię:

  1. Sewerynik Zuzanna

  2. Sowińska Karolina

  3. Szymańczak Emil

Ocena z przygotowania Ocena z sprawozdania
Prowadzący: Podpis Prowadzącego

Temat: Wyznaczenie współczynnika lepkości cieczy.

Wstęp teoretyczny

Lepkość (wiskoza) – właściwość płynów i plastycznych ciał stałych charakteryzująca ich tarcie wewnętrzne wynikające z przesuwania się względem siebie warstw płynu podczas przepływu (nie jest to natomiast opór przeciw płynięciu powstający na granicy płynu i ścianek naczynia). Lepkość jest jedną z najważniejszych cech płynów (cieczy i gazów).

Ruch w każdym z ośrodków związany jest z pokonywaniem pewnego oporu. Dopiero po przekroczeniu oporu ośrodka następuje ruch.

Opór cieczy związany jest z jej lepkością. Na ciało poruszające się w cieczy oddziaływuje siła lepkości związana z przesuwaniem się mas wody i powierzchnią poruszającego się ciała.

Przepływ cieczy wokół ciała opisuje liczba Reynoldsa:

gdzie:

v – to prędkość przepływu,

p – to gęstość cieczy,

l – to długość liniowa,

h - to współczynnik lepkości

Dla Re<<1 przepływ cieczy nazywamy „laminarnym”, czyli bezwirowym. Dla podobnego przepływu można określić współczynnik lepkości, korzystając z zależności wyprowadzonych między innymi przez Stokesa dla kulek poruszających się ze stałą prędkością w cylindrze o skończonych wymiarach:

gdzie:

g – to przyspieszenie ziemskie,

r – to promień kulki,

R – to promień cylindra, w którym porusza się kulka

p – to gęstość cieczy,

gr – to prędkość z jaką porusza się kulka.

Opis doświadczenia

1. Wyznaczenie średnic kulek:

Przyrządy: śruba mikrometryczna, pęseta

Za pomocą śruby mikrometrycznej mierzymy średnicę dziesięciu kulek w celu wyznaczenia ich promieni.

2. Wyznaczenie masy kulek:

Przyrządy: waga analityczna, pęseta

Za pomocą wagi analitycznej ważymy, oczyszczone z gliceryny i oleju, wszystkie kulki.

3. Wyznaczenie czasu opadania:

Przyrządy: cylinder z gliceryną, cylinder z olejem silnikowym, stoper, pęseta

4. Wyznaczamy prędkość graniczną kulek

Na podstawie wykonanych przez nas pomiarów czasu opadania kulki i długości przebytej drogi wyznaczamy prędkość graniczną kulek w glicerynie i oleju. Korzystamy ze wzoru


$$v_{\text{gr}} = \frac{h}{t}$$

Poniżej przedstawione są nasze wyniki

Lp masa [kg] Średnica[m] Promień[m] Odległość[m] czas gliceryna [s] Czas olej [s]
1 0,0001779 0,00335 0,00168 1 26,28 6,76
2 0,0001781 0,00335 0,00168 1 26,15 6,75
3 0,0001839 0,00335 0,00168 1 26,12 6,87
4 0,0001792 0,00332 0,00166 1 26,25 6,94
5 0,0001784 0,00334 0,00167 1 26,14 6,81
6 0,0001786 0,00335 0,00168 1 25,68 6,88
7 0,0001790 0,00335 0,00168 1 25,56 6,82
8 0,0001789 0,00336 0,00168 1 25,37 6,75
9 0,0001805 0,00334 0,00167 1 25,94 6,9
10 0,0001797 0,00336 0,00168 1 25,44 6,69

Wyliczamy u(m)


$$u\left( m \right) = \sqrt{\frac{{(\Delta m)}^{2}}{3}} = 0,05774mg = 0,000000058kg$$

Δm oznacza niepewność pomiaru wagi a wynosi ona 0,1mg

m=179,4(0,056) mg

h=1m


$$u\left( h \right) = \sqrt{\frac{{(\Delta h)}^{2}}{3}} = 0,5774mm = 0,00058m$$

Gdzie Δh oznacza niepewność pomiaru linijki i wynosi 1mm.

h=1000,00(0,00058)mm

Średnia średnica wynosi: 0,00167m czyli 1,67mm


$$u\left( \overset{\overline{}}{r} \right) = \sqrt{\frac{\left( \text{Δr} \right)^{2}}{3}} = 0,0005774mm\ $$

Gdzie Δr jest to niepewność pomiaru śruby mikrometrycznej i wynosi 0,01mm

r= 1,67(0,0005774)mm

Dane potrzebne do wykonania ćwiczenia:

Gęstość gliceryny 1,261 g/cm3

Gęstość oleju 0,867 g/cm3

Dane:

h=1m

g= 9,81 m/s2

średnie m= 179,4mg

tsr=25,893s


$$u\left( t \right) = \sqrt{\frac{\left( t \right)^{2}}{3}} = 0,005774s$$

Δt jest to niepewność pomiaru stopera i wynosi 0,1s

A niepewność ‘człowieka’ 0,1s

t=25,893(0,005774)s

Wszystkie dalsze obliczenia w załączniku:

Obliczamy lepkość dla gliceryny ze wzoru:

u()=

Gdzie:

h- długość wybrana [1m]

g= 9,81 m/s2

=9143,77 kg/m3

=1,261 g/cm3

r średni promień i wynosi on 0,00167 m

$v_{\text{gr}} = \frac{h}{t} =$0,039 m/s

u(v)=

Obliczenia dla oleju:

u()=

=0,867 g/cm3


$$u\left( t \right) = \sqrt{\frac{\left( t \right)^{2}}{3}} = 0,005774s$$

Δt jest to niepewność pomiaru stopera i wynosi 0,1s

A niepewność ‘człowieka’ 0,1s

t=6,817(0,005774)s

Wnioski

Po obliczeniu obu współczynników okazało się, iż współczynnik lepkości gliceryny jest większy niż oleju.

Wynika z tego fakt, że siły tarcia i lepkości w cylindrze z gliceryną są większe niż podczas ruchu kulki w oleju(czyli w glicerynie kulka spada wolniej)

Nasze obliczenia oczywiście obarczone są niepewnością pomiarową(nie są dokładne), wziętą z wielu czynników np. zanieczyszczenie płynów, kulek, niepewnością osób mierzących zarówno wagę, promień jak i czas spadania.


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
zajcia 3 nowe
style nowe
Rozrˇd Šwiczenia nowe
pytania nowe komplet
I Nowe Zjawiska
nowe wirusy www prezentacje org
Ewolucja nowe
Nowe obowiazki organow prowadzacych w zakresieoceny pracy
Pan buduje swe nowe Jeruzalem
NOWE AUSTRALIJSKIE OGNIWA SŁONECZNE
Problemy społeczne nowe
MM CW5L nowe
14 Offe, Nowe ruchy społeczne Przekraczanie granic polityki instytucjonalnej
OiSS całość nowe 2011 materiały(1)
nowe opracowanie(1)
27 28 Polimery NOWE

więcej podobnych podstron