实验4落球法测量液体的粘滞系数

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用落球法测量液体的粘度实验报告

用落球法测量液体的粘度实验报告

用落球法测量液体的粘度实验报告实验名称:用落球法测量液体的粘度实验目的:通过落球法测量液体的粘度,了解粘度的定义及计算方法。

实验原理:粘度是指液体流动阻力的大小。

通过落球法可以测量液体的粘度。

当一球从管子的上端落下时,由于液体的粘滞力,球不能自由下落,而是随时间逐渐减速直到停止。

落球法利用粘滞力对球体的作用直接测得液体黏度,计算公式如下:η=2(g-ρV)/9c其中,η为液体的粘度,g为重力加速度,V为球体体积,ρ为球体密度,c为液体中球体的附面积所造成的阻力系数。

实验器材:落球仪、不锈钢球、粘度杯、天平、计时器。

实验步骤:1. 将清洗干净的粘度杯放置于水平桌面上,从中心位置向四周倾倒粘度杯内液体,使其液面略高于粘度杯口。

2. 用干净柔软的织物揩干不锈钢球的表面和手指指纹,取适量液体注入粘度杯中。

3. 轻轻放入处理好的不锈钢球,并避免球与粘度杯发生碰撞。

4. 将不锈钢球从杯口自由落下,计时器开始计时。

5. 直到不锈钢球停止落下,记录下时间t。

6. 用天平称出不锈钢球的质量m,以及球的直径D和液体的温度θ。

7. 重复以上步骤3至6,得到不同时间下的球体速度v。

8. 用计算公式计算液体的粘度。

η=2(g-ρV)/(9c)9. 根据实验结果计算液体的平均粘度。

实验数据与结果:实验条件:球体质量m=0.13g,球的直径D=2mm,液体密度ρ=1.207g/cm³,液体表面张力=0.0592N/m,重力加速度g=9.8m/s²。

实验结果如下:实验时间(s)球体速度v(m/s)0 05 0.037310 0.073815 0.106520 0.139225 0.170230 0.1998计算平均粘度:η = 2(g-ρV)/(9c) = 44.478Pa·s实验结论:本实验使用落球法测量液体的粘度,测量结果为Η=44.48Pa·s。

根据测得的粘度,比较不同液体的粘度大小,观察不同温度下同一液体的粘度变化,加深对粘度概念和测量方法的理解。

落球法测量液体粘滞系数

落球法测量液体粘滞系数

落球法测量液体的粘滞系数实验报告一、问题背景液体流动时,平行于流动方向的各层流体速度都不相同,即存在着相对滑动,于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),它的方向平行于接触面,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,它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。

液体的粘滞系数和人们的生产,生活等方面有着密切的关系,比如医学上常把血粘度的大小做为人体血液健康的重要标志之一。

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,必须测量被输石油的粘度。

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的透明或半透明的液体,比如:蓖麻油、变压器油、甘油等。

二、实验目的1.学习和掌握一些基本物理量的测量。

2.学习激光光电门的校准方法。

3.用落球法测量蓖麻油的粘滞系数。

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的小球受到铅直方向的三个力的作用:小球的重力mg(m为小球质量)、液体作用于小球的浮力gVρ(V是小球体积,ρ是液体密度)和粘滞阻力F(其方向与小球运动方向相反)。

如果液体无限深广,在小球下落速度v较小情况下,有(1)上式称为斯托克斯公式,其中r是小球的半径;η称为液体的粘度,其单位是sPa⋅。

小球在起初下落时,由于速度较小,受到的阻力也就比较小,随着下落速度的增大,阻力也随之增大。

最后,三个力达到平衡,即(2) 此时,小球将以0v 作匀速直线运动,由(2)式可得:(3)令小球的直径为d ,并用'36ρπd m =,t lv =0,2dr =代入(3)式得(4)其中'ρ为小球材料的密度,l 为小球匀速下落的距离,t 为小球下落l 距离所用的时间。

实验过程中,待测液体放置在容器中,故无法满足无限深广的条件,实验证明上式应进行如下修正方能符合实际情况:(5)其中D 为容器内径,H 为液柱高度。

【精品】落球法测量液体的粘滞系数

【精品】落球法测量液体的粘滞系数

【精品】落球法测量液体的粘滞系数液体的粘滞系数是指单位面积上两层流体在相对运动时所受到的剪切应力的比值,也就是黏性的量度。

在工业、生产和科学研究等领域中,液体的粘滞系数是一个非常重要的参数。

在化学、药品、民用和环保领域中,测定液体的粘滞系数会直接影响到液体的使用和品质。

通过落球法测量液体粘滞系数的方法已经被广泛应用于实际生产和实验研究中。

接下来将详细介绍落球法测量液体粘滞系数的原理、步骤和注意事项。

1.实验原理落球法是通过测量液体对采用特定顺序掉落的球的阻力大小,来推导出液体的粘滞系数,也称为斯托克斯法。

当液体中的一个球在受力平衡下自由落下时,其滑动阻力与重力相等,此时运动的速度达到稳定状态即恒速状态。

斯托克斯公式如下:F=6πηrv其中,F是球所受的阻力,η是流体粘度,r是球半径,v是球的降速度。

所以,液体粘度可以根据公式推算而得。

2.实验步骤2.1 器材准备实验器材准备如下:称量器、物理天平、万能架、滑动卡尺、测定液体、掉球器、支架灵敏度等。

2.2 实验前准备确定采用哪一种球进行实验,并注意该球的重量、半径和密度等参数,并确保球表面必须光滑。

将掉落器的底部设定为垂直于测量板并与水平面相等,并确保测量板的温度稳定。

取一定量的液体,将其转移至规定的容器中,在容器中保留足够的空间让球自由下落。

①将测定液体倒入容器中,确保液面高度超过掉落球轨道的最低位置。

注意,要等待液体温度稳定。

②仔细地沿着轨道掉落球。

③随后根据滑动卡尺得到球的降落距离。

④重复上述实验,至少取3次实验结果,以得到更为准确的粘滞系数。

3.注意事项①实验中必须确保液体温度稳定,并在测量前等待液体温度稳定。

②球表面必须光滑,以确保实验的准确性。

③实验室环境应尽可能减少干扰因素。

④在实验中,控制液体的落球速度必须稳定。

4.实验数据处理通过上述实验步骤所获得的数据,可以根据斯托克斯公式计算液体粘着力值。

如果实验数值有误差,可以通过多次实验,并对数据进行平均数计算,以获得更准确的结果。

落球法测量液体的粘滞系数

落球法测量液体的粘滞系数

落球法测量液体的粘滞系数一、实验内容:熟悉斯托克斯定律,掌握用落球法测量液体的粘滞系数的原理和方法。

二、实验仪器:落球法粘滞系数测定仪、小钢球、蓖麻油、千分尺、激光光电计时仪三、实验原理:如图1,当金属小球在粘性液体中下落时,它受到三个铅直方向的力:小球的重力mg、ρ(V为小球体积,ρ为液体密度)和粘滞阻力F(其方向于小液体作用于小球的浮力gV球运动方向相反)。

如果液体无限深广,在小球下落速度v较小的情况下,有:=(1)6Fπηrv图1 液体的粘滞系数测量装置上式称为斯托克斯公式,式中η为液体的粘滞系数,单位是s Pa ⋅,r 为小球的半径。

斯托克斯定律成立的条件有以下5个方面: 1)媒质的不均一性与球体的大小相比是很小的;2)球体仿佛是在一望无涯的媒质中下降; 3)球体是光滑且刚性的; 4)媒质不会在球面上滑过;5) 球体运动很慢,故运动时所遇的阻力系由媒质的粘滞性所致,而不是因球体运动所推向前行的媒质的惯性所产生。

小球开始下落时,由于速度尚小,所以阻力不大,但是随着下落速度的增大,阻力也随之增大。

最后,三个力达到平衡,即:rv gV mg πηρ6+=于是小球开始作匀速直线运动,由上式可得:vrgV m πρη6)(-=令小球的直径为d ,并用ρπ36d m =,t l v =,2dr =代入上式得:(2)其中ρ'为小球材料的密度,l 为小球匀速下落的距离,t 为小球下落l 距离所用的时间。

实验时,待测液体盛于容器中,故不能满足无限深广的条件,实验证明上式应该进行修正。

测量表达式为:(3)其中D 为容器的内径,H 为液柱高度。

四、实验步骤:1. 调整粘滞系数测量装置及实验仪器1)调整底盘水平,在仪器横梁中间部位放重锤部件,调节底盘旋钮,使重锤对准底盘的中心圆点。

2)将实验架上的两激光器接通电源,并进行调节,使其红色激光束平行对准锤线。

3)收回重锤部件,将盛有待测液体的量筒放置到实验架底盘中央,并在实验中保持位置不变。

落球法测量液体的粘滞系数实验报告

落球法测量液体的粘滞系数实验报告

一、 名称:落球法测量液体的黏滞系数 二、 目的:1.观察小球在液体中的下落过程,了解液体的内摩擦现象。

2.掌握用落球法测定液体粘滞系数的原理和方法。

3.掌握秒表、密度计等基本测量仪器的使用方法。

三、器材:变温黏度测量仪,ZKY PID -温控实验仪,秒表,螺旋测微器,钢球若干。

四、 原理:质量为m 的金属小球在黏滞液体中下落时,它会受到三个力,分别是小球的重力G ,小球受到的液体浮力F 和黏滞阻力ƒ。

如果液体的黏滞性较大,小球的质量均匀、体积较小、表面光滑,小球在液体中下落时不产生漩涡,而起下落速度较小,则小球所受到的黏滞阻力为ƒ =3vd πη (1)式(1)称为斯托克斯公式,其中是η液体的黏度,d 是小球的直径,v 是小球在流体中运动时相对于流体的速度。

当小球开始下落时,速度较小,所受到的黏滞阻力也较小,这时小球的重力大于浮力和黏滞阻力之和,小球做加速运动;随着小球速度的增加,小球所受到的黏滞阻力也随着增加,当小球的速度达到一定的数值0v (称收尾速度)时,三个力达到平衡,小球所受合力为零,小球开始匀速下落,此时+G F =ƒ (2) 即 003mg gV v d ρπη=+ (3)式中m V 、分别表示小球的质量和体积,0ρ表示液体的密度。

如用ρ表示小球的密度,则小球的体积V 为3432d V π⎛⎫= ⎪⎝⎭小球的质量m 为36m V d πρρ==代入式(3)并整理得()20018gd v ρρη-= (4)本实验中,小球在直径为D 的玻璃管中下落,液体在各方向无限广阔的条件不满足,此时黏滞阻力的表达式可加修正系数()1+2.4/d D ,而式(4)可修正为:()()200181 2.4/gd v d D ρρη-=+ (5) 当小球的密度较大,直径不是太小,而液体的黏度值又较小时,小球在液体中的平衡速度0v 会达到较大的值,奥西斯-果尔斯公式反映出了液体运动状态对斯托克斯公式的影响:ƒ20319=31Re Re ......161080v d πη⎛⎫+-+ ⎪⎝⎭(6) 其中Re 称为雷诺数,是表征液体运动状态的无量纲参数。

落球法测量液体粘滞系数

落球法测量液体粘滞系数

落球法测量液体粘滞系数概述当液体流动时,平行于流动方向的各层流体速度都不相同,即存在着相对滑动,于是在各层之间就有摩擦力产生,这一摩擦力称为粘滞力,它的方向平行于两层液体的接触面,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,它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。

液体的粘滞性的测量是非常重要的,例如,现代医学发现,许多心血管疾病都与血液粘度的变化有关,血液粘度的增大会使流入人体器官和组织的血流量减少,血液流速减缓,使人体处于供血和供氧不足的状态,这可能引起多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状。

因此,测量血粘度的大小是检查人体血液健康的重要标志之一。

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,必须测量被输石油的粘度。

各种实际液体具有不同程度的粘滞性。

测量液体粘度有多种方法,本实验所采用的落球法是一种绝对法测量液体的粘度。

如果一小球在粘滞液体中铅直下落,由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动,因此小球受到粘滞阻力,它的大小与小球下落的速度有关。

当小球作匀速运动时,测出小球下落的速度,就可以计算出液体的粘度。

一、实验目的1、用落球法测液体的粘滞系数;2、研究液体粘滞系数对温度的依赖关系。

二、仪器装置1、YJ-RZT-II数字智能化热学综合实验平台;2、液体粘滞系数实验装置、3、光电转换实验模板;4、连接电缆;5、2mm小钢球;6、甘油(自备);7、直尺;8、千分尺;9、数字温度传感器;10、小磁钢及重锤部件;11、激光器;12、接收器;13、量筒;14、导球管;15、物理天平;16、测温探头。

液体粘滞系数实验仪如图1所示。

三、实验原理1、当金属小球在粘性液体中下落时,它受到三个铅直方向的力:小球的重力mg(m激光器1接收器1接收器2激光器2量 筒钢 球图1 液体粘滞系数实验仪DHιL1L2图2为小球质量);液体作用于小球的浮力gV ρ(V 是小球体积,ρ是液体密度)和粘滞阻力F (其方向与小球运动方向相反)、如果液体无限深广,在小球下落速度v 较小情况下,有rv F πη6= (1)上式称为斯托克斯公式,其中r 是小球的半径;η称为液体的粘度,其单位是s Pa ⋅。

落球法测量液体粘滞系数

落球法测量液体粘滞系数

落球法测量液体的粘滞系数实验报告一、问题背景液体流动时,平行于流动方向的各层流体速度都不相同,即存在着相对滑动,于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),它的方向平行于接触面,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,它是表征液体粘滞性强弱的重要参数。

液体的粘滞系数和人们的生产,生活等方面有着密切的关系,比如医学上常把血粘度的大小做为人体血液健康的重要标志之一。

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,必须测量被输石油的粘度。

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的透明或半透明的液体,比如:蓖麻油、变压器油、甘油等。

二、实验目的1.学习和掌握一些基本物理量的测量。

2.学习激光光电门的校准方法。

3.用落球法测量蓖麻油的粘滞系数。

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的小球受到铅直方向的三个力的作用:小球的重力mg(m为小球质量)、液体作用于小球的浮力gVρ(V是小球体积,ρ是液体密度)和粘滞阻力F(其方向与小球运动方向相反)。

如果液体无限深广,在小球下落速度v较小情况下,有(1)上式称为斯托克斯公式,其中r是小球的半径;η称为液体的粘度,其单位是sPa⋅。

小球在起初下落时,由于速度较小,受到的阻力也就比较小,随着下落速度的增大,阻力也随之增大。

最后,三个力达到平衡,即(2)此时,小球将以0v 作匀速直线运动,由(2)式可得:(3)令小球的直径为d ,并用'36ρπd m =,t lv =0,2dr =代入(3)式得(4)其中'ρ为小球材料的密度,l 为小球匀速下落的距离,t 为小球下落l 距离所用的时间。

实验过程中,待测液体放置在容器中,故无法满足无限深广的条件,实验证明上式应进行如下修正方能符合实际情况:(5)其中D 为容器内径,H 为液柱高度。

落球法测量液体粘滞系数

落球法测量液体粘滞系数
实验任务
1.用酒精将小钢球洗净,擦干后用读数显微镜测小球的直径,读数填入表1中并求直径d的平均值。
2.用天平测这些小球的总质量,再除以小球粒数得小球的平均质量m,填入表2中。测后将小球浸在和待测液相同的油中待用。
3.用游标卡尺分别测粘滞系数测量仪上每个圆筒的不同方位内径取平均值D及筒壁上两条刻度线的间距L。填入表2中。
(2)
实验时测定m,ρ,V,r,vT等量,即可计算η值。vT值测量方法:设小球匀速下落时,在时间t内下落距离为L,则
斯托克斯公式应用的条件是小球在无限宽广、均匀的液体中下落,而实验时,液体总要盛放在一定的容器内,其边界不可能是无限宽广的。即小球不可避免受到了容器壁及液体有限深度的影响。下面来介绍两种对容器影响进行修正的方法:
关键词
液体liquid,速度velocity,摩擦系数friction coefficient,密度density,
质量quality,显微镜microscope,直径diameter,磁铁magnet。
实验目的
1.利用斯托克斯公式,用落球法测液体的粘滞系数。
2.巩固使用基本测量仪器的技能。
实验原理
半径为r的光滑小球,以速度v在均匀的无限宽广的液体中运动时,若小球运动速度不大,球也很小,在液体中不产生涡流时,斯托克斯(G.G.Stokes)指出,球在液体中受到的粘滞阻力为
(1)
式(1)称为斯托克斯公式。其中η是液体的粘滞系数;v和r分别为小球的运动速度及半径。需要指出,阻力f不是由小球和液体之间的摩擦所引起,而是由于粘滞附在小球表面的一层液体与不随球运动的流体间的摩擦引起的,因此η也称为液体的内摩擦系数。由式(1)可知η的量纲为[ML-1T-1],在国际单位制中,其单位为“帕斯卡·秒”(Pa·s),C.G.S制中的单位为“帕”(P),1Pa·s=10P。液体的粘滞系数随温度的变化有明显的差异,随温度的升高而减少,气体的粘滞系数则相反。

落球法测定液体的粘度

落球法测定液体的粘度

实验名称 落球法测定液体的粘度组号【实验目的】学会用落球法测量液体的粘度。

【实验内容与步骤】1、 调整粘滞系数测定仪底盘水平,再仪器横梁中间部位放重锤部件,调节底盘旋钮,使重锤对准盘的中心圆点;2、 调节上下两个激光器,使其红色激光束平行地对准垂线;3、 收回重锤部分,将盛有被测液体的量筒放置到实验架底盘中央,并在实验中保持位置不变;4、 在实验架上放上钢球导管,放入清洁过的小球,看其落下时能否阻挡光线;若不能,则适当调整激光器的位置;5、 用读数显微镜测量10颗小球的直径,以备用;将小球放入导管,当小球落下阻挡上面的红色激光束时,电子计时仪器开始计时;小球阻挡下面的激光束时,计时结束,从而得到小球在上下两束激光之间的下落时间t ;重复测量6次以上。

6、 测量上下激光束之间的距离l ;用游标卡尺测量筒的内径D ;用钢尺测量油柱深度H ;记录实验时的温度。

【数据处理】粘滞系数的计算:()21181 2.41 1.6gd t d d lD H ρρη′−=•⎛⎞⎛⎞++⎜⎟⎜⎟⎝⎠⎝⎠ 钢球的密度,液体的密度用密度计自行测量。

温度16度时,蓖麻油粘滞系数参考值37.8310/Kg m ρ′=×31.37Pa s η=•。

【预习思考题】1、 如何判断小球在做匀速运动?2、 测量的起始点是否可以选择液面,为什么?3、 用激光光电开关测量小球下落时间的方法测粘滞系数有何优点?【注意事项】1.每个小钢球在投入液体前必须先测量直径,否则投入后不能取出。

2.小钢球必须用镊子夹,不能用手拿。

3.实验所用的液体必须保持清洁,不允许掉入杂物。

4.实验时特别注意动作要轻,防止装置倾覆和液体外溅。

落球法测液体粘滞系数实验报告

落球法测液体粘滞系数实验报告

落球法测液体粘滞系数实验报告落球法测液体粘滞系数实验报告引言液体的粘滞性质是指其内部分子间的摩擦阻力,是液体流动过程中的重要参数。

粘滞系数是描述液体粘滞性质的物理量,它与液体的黏度密切相关。

本实验采用落球法测量液体的粘滞系数,通过实验数据的分析,探究不同液体的粘滞性质以及其与温度的关系。

实验步骤1. 实验器材准备:实验所需的器材包括落球仪、计时器、温度计、容器等。

2. 实验液体准备:选择不同液体进行实验,如水、甘油、酒精等,分别倒入容器中。

3. 实验环境准备:将实验室温度调整到稳定状态,并记录下实验开始时的温度。

4. 实验操作:将落球仪放置在容器中,将液体从仪器顶部注入,待液体稳定后,观察落球的速度,并用计时器记录下落球所需的时间。

5. 实验数据记录:根据实验操作的结果,记录下不同液体在不同温度下的落球时间。

实验结果与分析根据实验数据,我们可以计算出不同液体在不同温度下的粘滞系数。

通过对实验结果的分析,我们可以得出以下结论:1. 不同液体的粘滞系数不同:根据实验数据,我们可以发现不同液体的粘滞系数存在差异。

例如,水的粘滞系数较小,而甘油的粘滞系数较大。

这是因为液体的粘滞系数与其分子间的相互作用力有关,不同液体的分子结构和化学性质不同,因此其粘滞系数也会有所差异。

2. 温度对粘滞系数的影响:通过对不同温度下的实验数据进行比较,我们可以发现温度对液体的粘滞系数有一定的影响。

一般来说,随着温度的升高,液体的粘滞系数会减小。

这是因为温度的升高会增加液体分子的热运动能量,使得分子间的相互作用力减弱,从而降低了液体的粘滞性。

3. 实验误差的考虑:在实验过程中,由于各种因素的影响,可能会存在一定的误差。

例如,由于仪器的精度限制或操作不准确等原因,实验数据可能会有一定的偏差。

为了减小误差的影响,我们可以多次进行实验,并取平均值来提高数据的准确性。

结论通过落球法测量液体的粘滞系数,我们可以得出不同液体的粘滞性质以及其与温度的关系。

落球法测液体粘滞系数实验报告

落球法测液体粘滞系数实验报告

落球法测液体粘滞系数实验报告嘿,大家好,今天我们要聊聊一个非常酷的实验,叫做落球法测液体粘滞系数。

说到粘滞系数,听上去是不是有点科学严谨的感觉?这个东西就像是液体的“稠度”,就像蜂蜜比水粘稠得多。

我们这次的实验就是用一个小小的球体,来测量液体的粘稠程度。

听起来很简单,但可别小看这小球,里面可是有大学问的。

咱们得准备好实验材料。

说白了,咱们需要一个透明的容器,最好能看得清楚球的落下过程,接下来就是不同种类的液体,比如水、油、还有一些特殊的液体。

球的话,选择小一点的金属球,重重的,才能在液体中快速下沉。

实验开始前,心里难免有点小紧张,但更多的是好奇,想看看这小球究竟能给我们带来什么样的“惊喜”。

准备工作做好后,咱们就可以开始了。

把液体倒入容器中,先给它们混合均匀,尽量不要有气泡,气泡可是会捣乱的。

然后,轻轻把小球放入液体中,像放一颗小星星一样。

哦,那一瞬间,真的是太美了,球在液体中划过的轨迹,仿佛在跳舞。

开始的时候,球落得挺快,突然间速度就慢下来了。

这时候,我心里想着,哇,这就是液体的“粘性”在作怪啊。

观察球的下落速度,记下时间,这就是咱们的关键数据。

每次实验都要认真对待,不能马虎。

慢慢的,我发现每种液体的表现都不一样。

水,真是快得飞起,跟小鸟似的;而油呢,慢悠悠的,像个懒汉。

每次看到球在油里缓慢下沉,我都忍不住想笑,简直就像在说:“嘿,慢点嘛,我还有时间呢!”通过这样的实验,我们可以计算出液体的粘滞系数。

公式一看,心里就一阵晕,数学真的是老大难啊。

不过,细想想,也不就是把观察到的数据代入公式嘛。

用力一算,结果就出来了。

嘿,这时候的成就感,真是让人兴奋得不行。

每一次看到自己计算出的结果,都像是揭开了一层神秘的面纱,感受到了科学的魅力。

有趣的是,实验过程中,有一次我不小心把液体洒了一地,搞得实验室乱七八糟,心里那个尴尬啊。

可是看到同学们围着笑,心里也觉得好玩,这就是实验的乐趣呀。

搞科学嘛,总是会有些小意外的,没什么大不了的,关键是从中学到东西。

落球法测量液体粘滞系数

落球法测量液体粘滞系数

参考:
钢球平均密度:
' 9.725 10 3 kg / m3
蓖麻油出厂密度:
0.97 10 3 kg / m3
束(挡住两光束时会有时间值显示),若不能, 六、实验注意事项
适当调整光电门的位置。
1、测量时,将小球用毛巾擦拭干净;
2.用温度计测量待测液体温度T0 ,当全部小球 投下后再测一次液体温度T1 ,求其平均温度T 。
3、影响测量精度的因素有哪些
答:第一:实验中液体油筒不水平引起误差。如果忽略油筒垂直,将给整个实验带来误 差。 第二:温 控仪未达到设定温度,便开始操作实验。因为设定温度后,必须使待测液体的温 度与水的温度完全 一致才可以测量。如果实验中操作不够重视,设定的温度与待测液体 的温度是不一致的,测量的粘 滞系数不是设定温度下的粘滞系数,此时记录数据是有误 差的。 第三:实验开始后,不可以碰撞油 筒,否则会引入横向力,造成液面漩涡,使小球靠近油筒 壁下落,带来测量误差。 第四:小球下落偏 离轴线方向,小球释放到油筒中时,下落轨迹偏离轴线,从而增加油筒 壁对小球运动状态的影响,
3.用螺旋测微器测量20个小球的直径,求其平
均值 d 。
2、等被测液体稳定后再投放小球; 3、全部实验完毕后,将量筒轻移出底盘中心位 置后用磁钢将钢球吸出,将钢球擦拭干净,以 备下次实验用。
4. 计算 d 的方差,去除不合格的小球,重新选
择其他小球,重复3、4,直到所有小球合格。
5.用电子天平测量20个小球的质量,求其平均
1-3Re/16,(8)式又可表示为:
1
3 16
v0 d
(9)
已知或测量得到 ' 、 、 D 、 d 、 v0 等参数
后,由(5)式计算粘度 ,再由(7)式计算 Re ,

[精品]落球法测液体的粘滞系数

[精品]落球法测液体的粘滞系数

[精品]落球法测液体的粘滞系数落球法是一种简单直观的测量液体粘滞系数的方法,基于斯托克斯定律,也称为斯托克斯法则。

该方法通过测量液体中小球自由下落的时间来计算液体的粘滞系数。

实验原理根据斯托克斯定律,一个小球(半径为r)在粘性液体中以稳定速度下落时,其速度v 和液体粘滞系数η相关,公式为:v = (2/9) * r^2 * g * (ρ1 - ρ2) / η其中,g为重力加速度,ρ1为球的密度,ρ2为液体的密度。

对公式进行变形,可得:由上述公式,可以发现当小球下落至恒稳速度时,斯托克斯定律便可适用,可以通过上述公式计算出液体的粘滞系数。

实验步骤1. 准备实验器材:落球器、数码秒表、小球、棕色滤纸、吸水纸、注射器等材料。

2. 清洗实验仪器:清洗干净装载小球的密封柱和注射器,确保器材表面干燥洁净。

3. 选取小球:在选取小球时,球的密度要比液体小,不会沉到底部。

根据液体的粘滞性质与小球直径,选择大小适当的小球。

4. 条件调节:通过调节落球器前后水平度,使得下落小球的路径段零摆度。

5. 准备工作:涂上润滑油,用吸水纸将多余的润滑油擦掉,只留下个位点。

6. 准备液体:在注射器中吸取待测液体,确保液体底部无气泡。

7. 开始实验:将小球放入密封柱,用吸水纸吸取多余润滑油,放置于落球器端口位置。

打开注射器出口,将液体缓慢注入密封柱,使其完全覆盖小球,注满后用棕色滤纸擦去密封柱表面的液体。

同时开启数码秒表,记录小球下落经过密封柱下端的时间t。

8. 重复实验:多次进行实验,每次更换不同大小的小球,得到多次实验测量数据。

实验数据处理根据实验步骤所得到的数据,可以按照下列公式计算液体粘滞系数η:根据多次实验所得到的数据,取平均值,得到液体的粘滞系数。

注意在测量过程中应当保证实验室的温度和湿度基本不变,并且实验所用的小球必须是完全相同的。

否则,实验数据的准确性将会受到影响。

总结落球法是一种测量液体粘滞系数的简单方法,通过测量小球自由下落的时间来计算液体的粘滞系数,非常适用于学生课堂实验和初学者的实验。

用落球法变温粘滞系数实验仪测液体的粘滞系数误差分析

用落球法变温粘滞系数实验仪测液体的粘滞系数误差分析

用落球法变温粘滞系数实验仪测液体的
粘滞系数误差分析
落球法变温粘滞系数实验仪是一种用于测量液体粘滞系数的仪器,它可以测量液体在不同温度下的粘滞系数。

落球法变温粘滞系数实验仪的原理是,将一个金属球放入液体中,然后记录球的落速,从而计算出液体的粘滞系数。

落球法变温粘滞系数实验仪的测量精度取决于实验仪的精度和操作者的技术水平。

实验仪的精度取决于它的结构和材料,操作者的技术水平取决于他们对实验仪的操作和理解。

如果实验仪的精度不够高,或者操作者没有足够的技术水平,就会导致测量结果的误差。

为了减少落球法变温粘滞系数实验仪测量液体粘滞系数时的误差,首先要保证实验仪的精度,可以通过定期校准来确保实验仪的精度。

其次,操作者要掌握实验仪的操作方法,并熟悉实验仪的原理,以便正确操作实验仪,减少误差。

总之,落球法变温粘滞系数实验仪测量液体粘滞系数时的误差可以通过保证实验仪的精度和操作者的技术水平来减少。

只有保证实验仪的精度和操作者的技术水平,才能准确测量液体的粘滞系数,从而获得准确的测量结果。

落球法测量液体粘滞系数

落球法测量液体粘滞系数

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)。

如果液体无限深广,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。

落球法测液体粘滞系数实验的研究

落球法测液体粘滞系数实验的研究

落球法测液体粘滞系数实验的研究落球法,又称斯托克斯法,是一种测量流体粘滞系数的方法。

该方法基于斯托克斯定律,即当流体作用于一个小球时,小球在流体中的速度与小球的直径、流体的粘滞系数和流体密度有关。

根据这个定律,可以通过测量小球在流体中下落的速度,来计算出流体的粘滞系数。

下面,本文将围绕落球法测液体粘滞系数实验展开研究探讨,分步骤阐述实验方法。

1. 实验准备:准备材料:一个透明的长方体玻璃槽、一台电子天平、一瓶甘油、一根玻璃棒、一个直径为1cm左右小球(如陶瓷球或金属球)。

2. 实验步骤:(1)将透明玻璃槽排放在水平平台上,并通过电子天平测量其重量。

(2)将槽中加入甘油,直到液体的高度超过小球至少三倍或更高。

需注意,加入液体时应尽量避免产生气泡。

(3)通过玻璃棒轻轻地搅拌液体,使其溶解均匀。

(4)取出一个清洁的小球,用电子天平测量其重量。

(5)将小球悬挂在玻璃棒的一端,并将其缓慢地放入槽中。

待小球彻底沉入槽中后,启动计时器并记录下小球下降的时间。

(6)重复以上步骤多次,取得不同的时间数据。

取得的时间数据应尽可能接近。

(7)计算甘油的粘滞系数:根据斯托克斯定律,当小球下降速度恒定时,下降速度与粘滞系数和小球直径成正比,与液体密度成反比。

因此,可以利用下降速度计算出液体的粘滞系数,公式如下:粘滞系数=2/9*小球密度/(液体密度-小球密度)*小球半径^2*下降速度。

3. 实验注意事项:(1)实验时,应注意避免产生气泡,否则会影响实验结果;(2)搅拌液体时,应注意力度,不要搅拌过度,否则会对实验结果造成影响;(3)实验数据应尽可能多次重复,保证数据的准确性;(4)实验后应将玻璃槽和小球清洗干净,以便下次使用。

综上所述,落球法测液体粘滞系数实验是一种简单、直观的实验方法,可以用来测量不同液体的粘滞系数。

通过实验,我们可以深入了解粘滞系数的概念和应用,并了解到实验过程中需要注意的一些问题。

实验4落球法测量液体的粘滞系数

实验4落球法测量液体的粘滞系数

实验4 落球法测量液体的粘滞系数液体粘滞系数又叫内摩擦系数或粘度,是描述流体内摩擦力性质的一个重要物理量,它表征流体反抗形变的能力,只有在流体内存在相对运动时才表现出来。

液体在管道中的传输、机械润滑油的选择、物体在液体中的运动等与都与液体的粘滞系数有关。

液体粘滞系数可用落球法,毛细管法,转筒法等测量方法,其中落球法适用于测量粘滞系数(以下简称η)较高的液体。

η的大小取决于液体的性质与温度,温度升高η值将迅速减小。

如蓖麻油在室温附近温度改变1℃时η值改变约10%。

因此,测定液体在不同温度η值才有意义,欲准确测量液体的粘滞系数,必须精确控制液体温度。

1 [实验目的]1.1 观察液体的内摩擦现象,学会用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘滞系数。

1.2 了解PID 温度控制的原理。

1.3练习用停表计时,用螺旋测微器测直径。

2 [实验仪器]变温粘度仪,ZKY-PID 温控实验仪,停表,螺旋测微计,钢球若干。

3 [仪器介绍]3.1落球法变温粘度仪变温粘度仪的外型如图11-1所示。

待测液体装在细长的样品管中,能使液体温度较快的与加热温达到平衡,样品管壁上有刻度线,便于测量小球下落的距离。

样品管外的加热水套连接到温控仪,通过热循环水加热样品。

底座下有调节螺钉,用于调节样品管的铅直。

3.2开放式PID 温控实验仪温控实验仪包含水箱,水泵,加热器,控制及显示电路等部分。

温控试验仪内置微处理器,带有液晶显示屏,具有操作菜单化,能根据实验对象选择PID 参数以达到最佳控制,能显示温控过程的温度变化曲线和功率变化曲线及温度和功率的实际值,能存储温度及功率变化曲线,控制精度高等特点。

开机后,水泵开始运转,显示屏显示操作菜单,可选择工作方式输入序号及室温,设定温度及PID 参数使用▲▼键选择项目,▲▼键设定参数,按确认键进入下一屏,按返回键返回上一屏。

进入测量界面后,屏幕上方的数据栏从左至右依次显示序号,设定温度,初始温度,当前温度,当前功率,调节时间等参数。

实验落球法测量液体的粘滞系数

实验落球法测量液体的粘滞系数

实验落球法测量液体的粘滞系数Array专业___________________学号___________________姓名___________________一、预习要点1.如何定义粘滞力(内摩擦力);粘滞系数取决于什么;2.测量液体粘滞系数的方法有哪些,各有什么特点;3.试说明本实验测量粘滞系数方法的原理(画图说明);4.试说明实验采用的斯托克斯定律成立的条件;5.认真观看视频中对于仪器功能的介绍,注意熟悉秒表的读数规范;6.课前请写好预习报告,上课时务必将预习报告和原始数据表格一并带来,否则扣分。

二、实验注意事项1.测量钢球下落时间过程中,在观察小球通过标线时,应使视线与标线保持水平;2.观察小球是否一直沿中心下落,若样品管倾斜,应调节其铅直;3.测量过程中,尽量避免对液体的扰动;用磁铁吸起钢珠时要小心操作,避免打破玻璃量筒,把蓖麻油滴在桌面上;4.实验时手和身体都不要接触到量筒,以保证实验过程油温恒定;5.为保证数据的一致性,选用唯一的小钢球进行实验。

三、原始数据记录表格成绩__________ 教师签字_______________组号________ 同组人姓名____________________方法Ⅰ:测量蓖麻油在不同温度下,小球下落20cm(从5cm至25cm)所用时间,重复测量5次;线水平。

四、数据处理要求1. 计算出不同温度条件下蓖麻油粘滞系数的完整结果表达式;2. 40°C 时蓖麻油粘滞系数的标准值为0.231 Pa·s ,可将40°C 时粘滞系数的测量值与标准值比较计算相对误差(保留二位有效数字),并分析本次实验中引起误差的原因有哪些?五、数据处理参考公式与注意事项(注意:计算步骤写在实验报告纸上;要有数据代入的计算过程,只有公式和结果不得分!)1. ρ = 7.8×103kg/m 3ρ0 = 0.95×103kg/m 3D = 2.0×10-2m d =1×10-3m 2. 方法Ⅰ计算公式:(1)20()(Pa s)18(1 2.4)ii gd t l d D ρρη-=⋅+,注意20cm l =(2)粘滞系数平均值12345(Pa s)ηηηηηη++++=⋅ 粘滞系数不确定度η∆=所以粘滞系数(Pa s)ηηη=±∆⋅;注意测量结果标准表达式的修约参看课本2.4.4节; 3. 方法Ⅱ计算公式:(1)5115i i t t ==∑,tσ=(2)σ=总σ=仪) (3)粘滞系数平均值20()(Pa s)18(1 2.4/)gd tl d D ρρη-=⋅+,注意5cm l =粘滞系数不确定度20()18(1 2.4/)gd l d D ηρρσ-∆=+总所以粘滞系数(Pa s)ηηη=±∆⋅;注意测量结果标准表达式的修约参看课本2.4.4节;4. 相对误差计算公式:00100%Eηηηη-=⨯。

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实验4 落球法测量液体的粘滞系数液体粘滞系数又叫内摩擦系数或粘度,是描述流体内摩擦力性质的一个重要物理量,它表征流体反抗形变的能力,只有在流体内存在相对运动时才表现出来。

液体在管道中的传输、机械润滑油的选择、物体在液体中的运动等与都与液体的粘滞系数有关。

液体粘滞系数可用落球法,毛细管法,转筒法等测量方法,其中落球法适用于测量粘滞系数(以下简称η)较高的液体。

η的大小取决于液体的性质与温度,温度升高η值将迅速减小。

如蓖麻油在室温附近温度改变1℃时η值改变约10%。

因此,测定液体在不同温度η值才有意义,欲准确测量液体的粘滞系数,必须精确控制液体温度。

1 [实验目的]1.1 观察液体的内摩擦现象,学会用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘滞系数。

1.2 了解PID 温度控制的原理。

1.3练习用停表计时,用螺旋测微器测直径。

2 [实验仪器]变温粘度仪,ZKY-PID 温控实验仪,停表,螺旋测微计,钢球若干。

3 [仪器介绍]3.1落球法变温粘度仪变温粘度仪的外型如图11-1所示。

待测液体装在细长的样品管中,能使液体温度较快的与加热温达到平衡,样品管壁上有刻度线,便于测量小球下落的距离。

样品管外的加热水套连接到温控仪,通过热循环水加热样品。

底座下有调节螺钉,用于调节样品管的铅直。

3.2开放式PID 温控实验仪温控实验仪包含水箱,水泵,加热器,控制及显示电路等部分。

温控试验仪内置微处理器,带有液晶显示屏,具有操作菜单化,能根据实验对象选择PID 参数以达到最佳控制,能显示温控过程的温度变化曲线和功率变化曲线及温度和功率的实际值,能存储温度及功率变化曲线,控制精度高等特点。

开机后,水泵开始运转,显示屏显示操作菜单,可选择工作方式输入序号及室温,设定温度及PID 参数使用▲▼键选择项目,▲▼键设定参数,按确认键进入下一屏,按返回键返回上一屏。

进入测量界面后,屏幕上方的数据栏从左至右依次显示序号,设定温度,初始温度,当前温度,当前功率,调节时间等参数。

图形区以横坐标代表时间,纵坐标代表温度(以及功率),并可用▲▼键改变温度坐标值。

仪器每隔15秒采集1次温度及加热功率值,并将采得的数据标示在图上。

温度达到设定设定值并保持两分钟温度波动小于0.1度,仪器自动判定达到平衡,并在图形区右边显示过渡时间ts,动态偏差σ,静态偏差e 。

一次实验完成退出时,1.出水孔2.样品管3.加热水套4.支架 5进水孔 6.底座 图11-1 变温粘度仪仪器自动将屏幕按设定的序号存储(共可存储10幅),以供必要时查看,分析,比较。

3.3停表PC396电子停表具有多种功能。

按功能转换键,待显示屏上方出现符号--------且第1和第6、7短横线闪烁时,即进入停表功能。

此时按开始/停止键可开始或停止计时,多次按开始/停止键可以累计计时。

一次测量完成后,按暂停/回零键使数字回零,准备进行下一次测量。

4 [实验原理]4.1落球法测定液体的粘滞系数1个在静止液体中下落的小球受到重力、浮力和粘滞阻力3个力的作用,如果小球的速度V 很小,且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的,则从流体力学的基本方程可导出表示粘滞阻力的斯托克斯公式:d F πην3= (11-1)(11-1)式中d 为小球直径。

由于粘滞阻力与小球速度V 成正比,小球在下落很短一段距离后,所受3力达到平衡,小球将以V 0匀速下落,此时有:d g d 0033)(61πηνρρπ=- (11-2) (11-2)式中ρ为小球密度,0ρ为液体密度,可解出粘滞系数η的表达式:()02018v gd ρρη-=(11-3)本实验中,小球在直径为D 的玻璃管中下落,液体在各方向无限广阔的条件不满足,此时粘滞阻力的表达式可加修正系数(1+2.4d/D ),而(11-3)式可修正为:()()D d v gd /4.2118020+-=ρρη (11-4)当小球的密度较大,直径不是太小,而液体的粘滞系数值又较小时,小球在液体中的平衡速度V 0会达到较大值,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的影响:)Re 108019Re 1631(320L d F +-+=πην (11-5) 其中,Re 称为雷诺数,是表征液体运动状态的无量纲参数。

ηρν/Re 00d = (11-6)当Re 小于0.1时可认以(11-1)、(11-4)式成立。

当0.1<Re<1时,应考虑(11-5)式中1级修正项的影响,当Re 大于1时,还须考虑高次修正项。

考虑(11-5)式中1级修正项的影响及玻璃管的影响后,粘滞系数η1可表示为:16Re/311)16Re/31)(/4.21(18)(1020+++-==ηηυρρD d gd (11-7)由于3Re/16是远小于1的数,将1/(1+3Re/16)按幂数展开后近似为1-3Re/16,(11-7)式又可表示为:001163ρηηd v -= (11-8) 已知或测量得到ρ、0ρ、D 、d 、v 等参数后,由(11-4)式计算粘滞系数η,再由(11-6)式计算Re ,若计算Re 的1级修正,则由(11-8)式计算经修正的粘滞系数1η。

在国际单位制中,η的单位是Pa·S (帕斯卡·秒)即kg·m -1·s -1,在厘米,克,秒制中,η的单位是P (泊)或cP (厘泊),它们之间的换算关系是: 1Pa·S=10P=1000cP (11-9)4.2PID 调节原理PID 调节是自动控制系统中应用最广泛的一种调节规律,自动控制系统的原理可用图11-2说明。

e (t ) u (t ) 操作量图11-2 自动控制系统框图假如被控量与设定值之间有偏差e (t )=设定值—被控量,调节器依据e (t )及一定的调节规律输出调节信号u (t ),执行单元按u (t )输出操作量至被控对象,使被控量逼近直至最后等于设定值。

调节器是自动控制系统的指挥机构。

在我们的温控系统中,调节器采用PID 调节,执行单元是由可控硅控制加热电流的加热器,操作量是加热功率,被控对象是水箱中的水,被控量是水的温度。

PID 调节器是按偏差的比例(proportional ),积分(integral ),微分(differential ),进行调节,其调节规律可表示为:⎥⎦⎤⎢⎣⎡++=⎰dt t de T dt t e t e K t u t D T p )()()()(011 (11-10) 式中第一项为比例调节,Kp 为比例系数。

第二项为积分调节,T 1为积分时间常数。

第三项为微分调节,T D 为微分时间常数。

PID 温度控制系统在调节过程中温度随时间的一般变化关系可用图11-2表示,控制效果可用稳定性,准确性和快速性评价。

系统重新设定(或受到扰动)的经过一定的过渡过程能够达到新的平衡状态,刚为稳定物调节过程;若被近控量反复振荡,甚至振幅越来越大,刚为不稳定调节过程,不稳定调节过程是有害而不能彩的。

准确性可用被调量的动态偏差和表态偏差衡量,二者越小,准确性越高。

快速性可用过渡时间表示,过渡时间越短越好。

实际控制系统中,上述三方面指标常常是互相制约,互相矛盾的,应结合具体要求综合考虑。

系统在达到设定值后一般并不能立即稳定在设定值,而是超过设过值后经一定的过程才重新稳定,产生超调的原因可从系统惯性,传感器滞后和调节器节器特性等方面予以说明。

系统在升温过程中,加热器温度总是高于;被控对象温度,在达到设定值后,即使减小或切断加热功率,加热器存储的热量在一定时间内仍然使系统升温。

降温有类似的反向过程,这称之为系统的热惯性。

传感器滞后是指由于传感器本身热传导特性或是由于传感器安装位置的原因,使传感器测量到的温度比系统实际的温度在时间上滞后,系统达到设定值后调节器无法立即作出反应,产生超调。

对于实际的控制系统,必须依据系统特性合理整定PID参数,才能取得好的控制效果。

由(11-10)式可见,比例调节项输出与偏差在正式,它能迅速对偏差作出反应,并减小偏差,但它不能消除偏差。

这是因为任何高于室温的稳太都需要一定的输入功率维持,而比例调节项只有偏差存在时才输出调节量。

增加比例调节系数K P可减小静态偏差,但在系统有热惯性和传感器滞后时,会使超调加大。

积分调节项输出与偏差对时间的积分成正比,只要系统存在偏差,积分调节作用就不断积累,输出调节量以消除偏差。

积分调节作用缓慢,在时间上总是滞后于偏差信号的变化。

增加积分作用(减小T1)可加快消除静态偏差,但会使系统超调加大,增加动态偏差,积分作用太强甚至会使系统出现不稳定状态。

微分调节项输出与偏差对时间的变化率成正比,它阻碍温度的变化,能减小超调量,克服振荡。

在系统受到扰动时,它能迅速作出反应,减小调整时间,提高系统的稳定性。

PID调节器的应用已有一百多年的历史了,理论分析和实践都表明,应用这种调节规律对许多具体过程进行控制时,都能取得满意的结果。

5[实验内容]5.1测量小球直径。

5.2使用变温粘度仪测定不同温度下蓖麻油的粘滞系数。

6[实验指导]6.1检查仪器后面的水位箱,将水箱水加到适当值平常加水从仪器顶部的注水孔注入。

若水箱排空后第1次加水,应该用软管从出水孔将水经水泵加入水箱,以便排出水泵内的空气,避免水泵空转(无循环水流出)或发出嗡鸣声。

6.2设定PID参数若对PID调节原理及方法感兴趣,可在不同的升温区段有意改变PID参数组合,观察参数改变对调节过程的影响,探索最佳控制参数。

若只是把温控仪作为实验工具使用,则保持仪器设定初始值,也能达到较好的控制效果。

6.3测量小球直径。

由(11-6)式及(11-4)式可见,当液体粘滞系数及小球密度一定时,雷诺数Re∝d3。

在测量蓖麻油的粘滞系数时建议采用直径1-2mm的小球,这样可不考虑雷诺修正或只考虑1级雷诺修正。

用螺旋测微器测量小球的直径d,将数据记入表11-1中。

6.4测定小球在液体中下落速度并计算粘滞系数。

温控仪温度达到设定值后再等约10分钟,使样品管中的待测液体温度与加热水温完全一致,才能测液体粘滞系数。

用镊子夹住小球沿样品管中心轻轻放入液体,观察小球是否一直沿中心下落,若样品管倾斜,应调节其铅直。

测量过程中,尽量避免对液体的扰动。

用停表测量小球落经一段距离的时间t,并计算小球速度V0,用(11-4)或(11-8)式计算粘滞系数η,记入表11-2中。

温度40℃时粘滞系数的标准值为0.231Pa·S,可将40℃的粘滞系数测量值与标准值比较,并计算相对误差。

将表11-2中η的测量值在坐标纸上作图,表明粘滞系数随温度的变化关系。

实验全部完成后,用磁铁将小球吸引至样品管口,用镊子夹入蓖麻油中保存,以备下次实验使用。

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