取痣后的禁忌

转筒法测定液体的粘度 实验简介 当一种液体相对于其他固体、气体运动，或同种液体内各部分之间有相对运动时，接触面之间在摩擦力。这种性质称为液体的粘滞性。粘滞力的方向平行于接触面，且使速度较快的物体减速，其大小与接触面面积以及接触面处的速度梯度成正比，比例系数 称为粘度。 表征液体粘滞性的强弱，测定 可以有以下几种方法：（1）泊肃叶法，通过测定在恒定压强差作用下，流经一毛细管的液体流量来求；（2）转筒法，在两筒轴圆筒间充以待测液体，外筒作匀速转动，测内筒受到的粘滞力矩；（3）阻尼法，测定扭摆、弹簧振子等在液体中运动周期或振幅的改变；（4）落球法，通过测量小球在液体中下落的运动状态来求。 对液体粘滞性的研究在物理学、化学化工、生物工程、医疗、航空航天、水利、机械润滑和液压传动等领域有广泛的应用。 本实验的目的是通过用落球法和转筒法测量油的粘度，学习并掌握测量的原理和方法。   实验原理         转动柱面间的流体运动公式 转筒粘度计结构如图5.2.2-2所示，把一个用张丝悬挂的长为 ，半径为 的圆柱体A放入盛有液体的内半径为 的圆筒B中，保持圆柱体A与圆筒B共轴，如图5.2.2-3所示。如果圆筒B以角速度 转动，且当速度较小时，介于A与B之间的液体将会被带动而逐层转动。垂直于转轴的平面上的流线将是一系列的同心圆，如图5.2.2-4所示。当液层的转动达到稳定状态时，距离中心轴线半径为 处的液层受到的粘滞力为 (10) 式中 是 处液层的速度梯度， 是这一层液面的侧面积， 为粘度。而式中的 即为 处液层的线速度，可以由纳维叶-斯托克斯方程解出 (11) 式中 和 为常数，可由边界条件确定。 注意到圆柱体A受到粘滞力矩 的作用发生转动，引起其上面的张丝扭转，扭转产生的恢复力矩 也作用在圆柱体A上。即有 (12) (13) 式中 表示圆柱体A测面处（ ）液层的径向速度梯度， 则为圆柱体A的侧面积， 为张丝的扭转系数， 为圆柱体的偏转角。 当粘滞力矩 和恢复力矩 平衡时，液体的流动呈现稳定状态，圆柱体A则停止转动，处在某一 位置上。由于张丝上粘有小镜，可以反射光线，则 可以由反射光线的偏转确定。于是： 当 时， 当 时， 代入式（11）可以解得 (14) 沿 方向的速度梯度为 (15) 处的液层速度梯度为 (16) 代入式（12），得 (17) 又 ，则 (18)         张丝扭转系数 的确定 张丝的扭转系数 可以通过扭转法来测定： 把长圆柱体悬挂在张丝下，然后转一个角度让其作周期性扭转成为扭摆。其周期 取决于扭转系数 和圆柱体的转动惯量 ，即 (19) 如果在圆柱体下端加一个圆环，并使其与圆柱体同轴，设圆环的外半径为 、内半径为 、质量为 ，则其转动惯量 为 (20) 整个系统的摆动周期 则为 (21) 合并式（19）和（21），消去 ，得到 (22) 可见，只要测定 和 ，即可确定扭转系数 。         消除圆柱体端面的影响 上面的讨论忽略了圆柱体两端面的影响，为了消除这种影响，我们用两个半径相同、高度分别为 和 的圆柱体在相同条件下各做一次实验。设两端面的粘滞力矩为 ，则 (23) (24) 两式相减，得到 (25) 考虑到 ， 为外圆筒B的转动周期， 其中 反射光点在标尺上的偏移量， 为反光镜到标尺的距离，代入式（25）后，得到 (26)         实验中使用的公式 将扭转系数 的表示式（22）代入式（26），得 (27) 其中 (28) 为与仪器几何参量和圆环转动惯量有关的参数。   实验重点         M个同类小球尽量找直径比较接近的。         每个小球应从量筒中心尽量接近液面处轻轻投下。         注意量筒底部是凸起的，高度如何测量。   实验内容 用转筒法测量液体的粘度，为此应作以下操作和测量：         仪器调节         根据水平气泡仪，调节底脚螺丝，将平台调至水平。         将深度游标卡尺安装在调节架上，用铅直线调节深度游标尺，使之竖直（用图5.2.2-2中的21和22分别调节）。         将张丝、小镜、对接接头、短圆柱体组成的系统安装在零点调节器的夹紧螺丝24上，把同轴量规放在外转筒的筒口上，然后降低深度游标卡尺，使内圆柱的下端接近同轴量规，调节平台上的螺丝23，使内圆柱体与外转筒同轴。         长、短圆柱体的角偏移测量         用注射器将4ml待测液体注入外转筒。         调节深度游标卡尺的高度，使圆柱体浸入待测液体中，并保证圆柱体的上底距液面1cm，下底距筒底1cm。         调节标尺使其曲率中心正好在张丝的轴心上，调节聚光器，使光斑落在标尺上且成像清晰，调节零点调节器使光斑尽量接近零点，记下光斑的起始位置 ，用钢板尺测量 。         开动电机使外筒转动，记下光斑稳定后的位置 ，然后关闭电机，则得到 。         拉起深度游标卡尺，用长圆柱体代替短圆柱体，重复（2）、（3）、（4）步骤，得到 。         张丝扭转系数 的测定         提起深度游标卡尺，使圆柱体做扭摆运动，用停表测定它的振动周期 （注意周期数应当适当多，如100周期），多次测量区平均值。         在圆柱体下端加上标准圆环，重复（1）的测量，得到振动周期 。         测量待测液体的温度         测量外筒的转动周期         用游标卡尺测定圆柱体、圆筒和圆环的几何参量 、 、 、 、 和 ，用物理天平测量圆环的质量 ，应用式（28）计算 。 用以上所的数据计算待测液体的粘度 。         注意事项         外圆筒和圆柱体必须保持清洁，不能让异物落入待测液体中。         为了避免测量过程中液体温度升高，应当在光斑达到稳定的平衡位置后迅速读数，并立即关闭电机。在测量完 和 后应立即测量液体的温度。         调节张丝的长度，使长圆柱体的角位移偏移量 不小于40.0cm。   性内容         与用落球法测量的结果进行比较，分析各自特点。 思考题         转筒法测 中，最主要的系统误差是什么，是如何校正的？         分析和学习本实验的设计思想。