毛细管法测定粘度 测定原理：在一定温度下，当液体在直立的毛细管中，以完全湿润管壁的状态流动时，其运动粘度与流动时间成正比。测定时，用已知运动粘度的液体作标准，测量其从毛细管粘度计流出的时间，再测量试样自同一粘度计流出的时间，则可计算出试样的粘度。 测定仪器：毛细管粘度计 仪器、试剂与试样 1、仪器毛细管粘度计、恒温浴、温度计、秒表 2、试剂恒温浴液、乙醇、铬酸洗液、石油醚 3、试样机油或其他石油产品 实验步骤 1）选取毛细管粘度计并洗净取一支适当内径的毛细管粘度计，用轻质汽油或石油醚洗涤干净。 2）装标准试样在支管6处接一橡皮管，用软木塞塞住管身7的管口，倒转粘度计，将管身4的管口插入盛有标准试样（20℃蒸馏水）的小烧杯中，通过连接支管的橡皮管用洗耳球将标准样吸至标线b处，然后捏紧橡皮管，取出粘度计，倒转过来，擦干管壁，并取下橡皮管。 3）将橡皮管移至管身4的管口，使粘度计直立于恒温浴中，使其管身下部浸入浴液。在粘度计旁边放一支温度计，使其水银泡怀毛细管的中心在同一水平线上。恒温浴内温度调至20℃，在此温度保持10min以上。 4）用洗耳球将标准样吸至标线a以上少许，停止抽吸，使液体自由流下，注意观察液面，当液面至标线a，启动秒表；当液面至标线b，按停秒表。记下由a至b的时间，重复测定4次，各次偏差不得超过0.5%，取不少于三次的流动时间的平均值作为标准样的流出时间τ20标。 5）倾出粘度计中的标准样，洗净并干燥粘度计，用同粘度计按上述同样的操作测量试样的流出时间τ20样。 五、数据记录与处理 t t t t 计算过程： 六、注意事项 1）测定过程中必须调整恒温浴的温度为规定的测定温度； 2）测定前试液和毛细管粘度计均应准确恒温，并保持一定的时间。在恒温器中粘度计放置的时间为：在20℃时，放置10min；在50℃时，放置15min；在100℃时，放置20min； 1
高聚物相对分子量的测定 一、实验目的 1、了解黏度法测定高聚物分子量的基本原理和分子。 2、测定聚乙二醇的黏均分子量。 3、掌握用乌贝路德黏度的方法。 4、用Origin或Excel处理实验数据 二、实验原理 分子量是表征化合物特征的基本参数之一。但高聚物分子量大小不一，参差不一，一般在10~10之间，所以通常所测高聚物的分子量是平均分子量。测定高聚分子量的方法很多，对线型高聚物，各方法适合用范围如下； 10 端基分析〈3*4 10 沸点升高，凝固点降低，等温蒸馏〈3*4 10~10 渗透压46 10~10 光散射47 10~10 起离心沉降及扩散47 10~10 黏度法47 其中黏度发设备简单，操作方便，有相当好的实验精度，但黏度发不是测分子量的绝对方法，因为此法中所有的特征黏度与分子量的经验方程是要用其他方法来确定的，高聚物不同，溶剂不同，分子量范围不同，就要用不同的经验方程式。 高聚物在稀溶液中的黏度，主要反映了液体在流动是存在着内摩檫。在测高聚物溶液黏度求分子量时，常用到下面一些名词。 如果高聚物分子的分子量越大，则它与溶剂间的接触表面之间的经验关系为； 式中，M为粘均分子量；K为比例常数；a是与分子形状有关的经验参数。K与a植a与温度、高聚物]溶剂性质及分子量大小有关。K植受温度的影响较明显，而a值主要取决与高分子线团在某温度下，某溶剂中舒展的程度，其数值介于0.5~1之间。K 与a的值可以通过其它的实验方法确定，例如渗透压法、光散射大等，从黏度法只能测定得[ɡ] 根据实验，在足够稀的溶液中有： 这样以及对C作图得两条直线，外推到这两条直线在纵坐标轴上想叫与一点，可求出数值。为了绘图方便，引进相对浓度，即。其中，C表示溶液的真实浓度，表示溶液的其始浓度，由图可知，其中A为截距 黏度测定中异常现象的近似处理。在特定性黏度测量过程中，有时并非操作不慎，而出现对图与对图外推到时，在纵坐标轴上并不相交于一点的异常现象。在式中和
工作毛细管粘度计试卷（A） 单位姓名考号 一.填空题: （每题2分） 1.塑性液体是具有(屈服)应力的流体其粘度ηb称为(塑性粘度)。 2.泊氏公式中的动能修正系数m与(雷诺数)及毛细管管端状。 3.流体在毛细管中作层流流动时，在(管壁)处流速最小，在(管轴) 流速最大 4.用乌氏毛细管粘度计测量液体粘度时，当液体吸至缓冲球C之 后，应该先开(主)管，再开(侧)管。 5.液体与气体具有粘性的原因分别是(分子引力)(动量传递)。 二.选择题: （每题5分） 1. 粘性流体在毛细管中流动时（2）处流速最大。 (1) 管壁(2) 管轴(3)R/2 (4)2R/3 2.当流层间的接触面积增大时( 3)加大。 (1)运动粘度(2)动力粘度(3)粘性力(4)剪切速率 3. ( 1 )毛细管粘度计的倾斜影响最小。 (1)乌式(2)平式(3)芬式(4)逆流 三.问答题: （每题10分） 1.牛顿流体及非牛顿流体粘度与哪些因素有关? 解答:(a)牛顿流体的粘度与温度及压力有关 (b)非牛顿流体的粘度与温度、压力、剪切速率有关, 有些还与剪切时间有关。
2. 试说明毛细管粘度计常数C（=πR4gh/gVL）中的g及h在什 么情况下不是常数。 解答：（a）当检定与使用粘度计的地点的重力加速度不同，g不是常数； （b）当粘度计倾斜时，液柱高度发生变化，h不是常数； （c）当装液量不同，h不是常数（乌氏粘度计除外）； （d）当装液温度与实验温度不准（不同），h不是常数（乌氏粘度计除外）； （e）当标准液与被测液的σ/ρ值不同，h可能不同。 3.请列出检定毛细管、落球、旋转、恩氏粘度计及二级标准液 定值时恒温槽温度波动不得大于多少? 解答:检定毛细管粘度计及二级标准液定值时,槽温波动分别不得大于±0.01℃、±0.1℃、±0.1℃、±0.1℃、 ±0.01℃ 四.计算题: （每题15分） 1.用20℃时粘度分别为10.33mm2/s及19.87mm2/s 标准液,检定内径为0.78mm的逆流粘度计时.其流动时间为: 标准液1 标准液2 291.1s 556.1s 291.5s 556.1s 请计算￣t1，￣t2，C1，C2，￣C(保留4位有效数字)及Δt1，Δt2，ΔC(保留2位有效数字)。
物理实验报告 液体黏度的测定 各种实际液体都具有不同程度的黏滞性。当液体流动时，平行于流动方向的各层流体之间，其速度都不相同，即各层间存在着滑动，于是在层与层之间就有摩擦力产生。这一摩擦力称为“黏滞力”。它的方向在接触面内，与流动方向相反，其大小与接触面面积的大小及速度梯度成正比，比例系数称为“黏度”（又称黏滞系数，viscosity ）。它表征液体黏滞性的强弱，液体黏度与温度有很大关系，测量时必须给出其对应的温度。在生产上和科学技术上，凡是涉及流体的场合，譬如飞行器的飞行、液体的管道输送、机械的润滑以及金属的熔铸、焊接等，无不需要考虑黏度问题。 测量液体黏度的方法很多，通常有：①管流法。让待测液体以一定的流量流过已知管径的管道，再测出在一定长度的管道上的压降，算出黏度。②落球法。用已知直径的小球从液体中落下，通过下落速度的测量，算出黏度。③旋转法。将待测液体放入两个不同直径的同心圆筒中间，一圆筒固定，另一圆筒以已知角速度转动，通过所需力矩的测量，算出黏度。④奥氏黏度计法。已知容积的液体，由已知管径的短管中自由流出，通过测量全部液体流出的时间，算出黏度。本实验基于教学的考虑，所采用的是奥氏黏度计法。 实验一 落球法测量液体黏度 一、【实验目的】 1、了解有关液体黏滞性的知识，学习用落球法测定液体的黏度； 2、掌握读数显微镜的使用方法。 二、【实验原理】 将液体放在两玻璃板之间，下板固定，而对上板施以一水平方向的恒力，使之以速度v 匀速移动。黏着在上板的一层液体以速度v 移动；黏着于下板的一层液体则静止不动。液体自上而下，由于层与层之间存在摩擦力的作用，速度快的带动速度慢的，因此各层分别以由大到小的不同速度流动。它们的速度与它们与下板的距离成正比，越接近上板速度越大。这种液体流层间的摩擦力称为“黏滞力”（viscosity force ）。设两板间的距离为x ，板的面积为S 。因为没有加速度，板间液体的黏滞力等于外作用力，设为f 。由实验可知，黏滞力f 与面积S 及速度v 成正比，而与距离x 成反比，即 x v S f η= （2-5-1） 式中，比例系数η即为“黏度”。η的单位是“帕斯卡·秒”（Pa ·s ）或k g ·m -1·s -1。
毛细管法测粘度 Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】
毛细管法测定粘度 测定原理：在一定温度下，当液体在直立的毛细管中，以完全湿润管壁的状态流动时，其运动粘度与流动时间成正比。测定时，用已知运动粘度的液体作标准，测量其从毛细管粘度计流出的时间，再测量试样自同一粘度计流出的时间，则可计算出试样的粘度。 测定仪器：毛细管粘度计 仪器、试剂与试样 1、仪器毛细管粘度计、恒温浴、温度计、秒表 2、试剂恒温浴液、乙醇、铬酸洗液、石油醚 3、试样机油或其他石油产品 实验步骤 1）选取毛细管粘度计并洗净取一支适当内径的毛细管粘度计，用轻质汽油或石油醚洗涤干净。 2）装标准试样在支管6处接一橡皮管，用软木塞塞住管身7的管口，倒转粘度计，将管身4的管口插入盛有标准试样（20℃蒸馏水）的小烧杯中，通过连接支管的橡皮管用洗耳球将标准样吸至标线b处，然后捏紧橡皮管，取出粘度计，倒转过来，擦干管壁，并取下橡皮管。 3）将橡皮管移至管身4的管口，使粘度计直立于恒温浴中，使其管身下部浸入浴液。在粘度计旁边放一支温度计，使其水银泡怀毛细管的中心在同一水平线上。恒温浴内温度调至20℃，在此温度保持10min以上。 4）用洗耳球将标准样吸至标线a以上少许，停止抽吸，使液体自由流下，注意观察液面，当液面至标线a，启动秒表；当液面至标线b，按停秒表。记下由a至b的时间，重复测定4次，各 标。 次偏差不得超过0.5%，取不少于三次的流动时间的平均值作为标准样的流出时间τ 20 5）倾出粘度计中的标准样，洗净并干燥粘度计，用同粘度计按上述同样的操作测量试样的流样。 出时间τ 20 五、数据记录与处理 t t t t 计算过程： 六、注意事项 1）测定过程中必须调整恒温浴的温度为规定的测定温度； 2）测定前试液和毛细管粘度计均应准确恒温，并保持一定的时间。在恒温器中粘度计放置的时间为：在20℃时，放置10min；在50℃时，放置15min；在100℃时，放置20min； 3）试液中不能有气泡。
毛细管粘度计检定误差影响因素分析及探讨 摘要：本文通过分析影响毛细管粘度计检定过程中产生误差的主要影响因素，提出降低检定误差的主要途径，从而为提高检定精度，获得正确的测量结果提供帮助。 关键词：毛细管粘度计检定途径 1 引言 毛细管粘度计的常数检定与很多因素有关，特别是温度影响、装液误差影响、装液温度与检定温度不一致造成的影响、垂直度影响、计时误差影响、震动影响等。本文将通过讨论影响检定误差的主要因素，寻找提高检定精度的途径，以获得正确的测量结果。 2 影响毛细管粘度计检定的主要因素研究 2.1 温度因素的影响 我们一般选用相对法来检定工作毛细管粘度计的常数。所以我们只要测量一定体积的标准粘度液流经毛细管的时间t，就可求得粘度计的常数。众所周知粘度与温度的关系非常密切，温度是影响标准粘度液值的重要因素。由于液体分子间距离小，分子热运动不如气体剧烈，其内摩擦主要是由分子引力引起的。当温度升高时，分子间距离加大，引力减小，内摩擦也随之减小，故液体粘度随温度的升高而减少。我们检定用的标准粘度液主要是精制石油和精制甲基硅油。实验证明当温度变化±0.1℃时，石油粘度变化±0.5%，硅油粘度变化±0.2%。所以温度变化将直接影响毛细管常数测定的准确性。 2.2 装液误差的影响 我们从泊肃叶公式可知，液体在粘度计中流动的快慢除与常数项有关外，还与两个量有关：一是重力加速度g，在g大的地点测得的流动时间t会偏小，在g小的地方则结果相反，但如果标准液定值和粘度计常数测定在同一地方则没有影响；另一个就是h（即上、下液面间的垂直距离），如果装液多了，h就小，流动就慢，装液少了h就大，流动就快，而流动时间直接影响粘度计常数测定的准确性。这就要求我们熟知规程中有关平氏、乌氏、芬氏、逆流粘度计的装液规则，并熟练掌握操作程序。 2.3 垂直度调节误差的影响 实际检定工作中，由于缺乏责任心和经验及视觉误差等一些主观因素，往往会造成垂直度调节失误，带来倾斜误差。
液体黏度的测量 物理学系 一、 引言 黏滞性是指液体、气体和等离子体内部阻碍其相对流动的一种特性。如果在流动的流体中平行于流动方向将流体分成流速不同的各层，则在任何相邻两层的接触面上就有与面平行而与相对流动方向相反的阻力或曳力存在。液体的黏度在医学、生产、生活实践中都有非常重要的意义。例如，许多心血管疾病都与血液的黏度有关；石油在封闭的管道中输送时，其输运特性与黏滞性密切相关。本实验旨在学会使用毛细管和落球法测定液体黏度的原理并了解分别适用范围，掌握温度计、密度计、电子秒表、螺旋测微器、游标卡尺的使用，并学会进行两种测量方法的误差分析。 二、 实验原理 （一） 落球法 当金属小圆球在黏性液体中下落时，它受到3个力，重力mg 、浮力和粘滞阻力。如果液体无限深广，在下落速度v 较小下，粘滞阻力F 有斯托克斯公式 F =6 (1) r 是小球的半径；称为液体的黏度，其单位是Pa ·s.小球刚进入时重力大于浮力和粘滞阻力之和，运动一段时间后，速度增大，达到三个力平衡，即 mg= +6 (2) 于是小球作匀速直线运动，由(2)式，并用3,,62 l d m d v r t πρ'===代入上式，并因为待测液体不能满足无限深广的条件，为满足实际条件而进行修正得 -g d 118(1 2.4)(1 1.6)t d d l D H ρρη'=++2（） (3) 其中ρ'为小球材料的密度，d 为小球直径，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，D 为容器内径，H 为液柱高度。 （二） 毛细管法 若细圆管半径为r ，长度为L ，细管两端的压强差为P ?，液体黏度为η，则其
工作毛细管粘度计试卷（C） 单位姓名考号 一.填空题: （每题2分） 1.流体在毛细管中作层流流动时，在(管壁)处流速最小，在(管轴) 流速最大 2.一般的毛细管粘度计中，（乌式）粘度计和（芬氏）粘度计的倾 斜误差比较小。 3.标准毛细管粘度计的检定周期为（4）年，工作毛细管粘度计的 检定周期为（2）年。 4.（逆流）粘度计最适合不透明液体的粘度计测量。 5.对于毛细管粘度计，剪切速率的表达式为（dv/dr） 二.选择题: （每题5分） 1.在不同地区用毛细管粘度计测量粘度时，需作重力加速度修正， 是因为不同地区（4）不同。 (1)纬度(2)经度(3)海拔高度(4)重力加速度 2.（1）毛细管粘度计不存在装液误差，也不受装液温度与试验温 度不同的影响。 (1)乌氏(2)平氏(3)芬氏(4)逆流 3. 检定工作毛细管粘度计时，装完标准液的粘度计必须在恒温槽 中恒温（2）min以上方可进行测定。 (1) 20 (2) 15 (3)30 (4)60
三.问答题: （每题10分） 1. 请说明用毛细管法测量粘度时需要进行重力加速度修正的原 因及修正方法。 解答：（a）在重力加速度不同的地区测量粘度时，由于g不同，所以粘度计常数c也不同。 在粘度计检定地点C检=πR4g检h/g8VL 在粘度计使用地点C用=πR4g用h/g8VL 因为，如果g检≠g用，则C检≠C用，就需要修正。使 用粘度计时应把C检换成C用。 （b）修正方法C用=C检×g用/g检 2. 当用毛细管法测粘度时，采用较长毛细管的粘度计（比用短毛 细管的粘度计）可以使哪些影响因素减小？ 解答：（a）动能修正；（b）表面张力影响； （c）倾斜影响；（e）不准确装液影响； （d）装液温度与试验温度不同的影响。 3. 说明在毛细管粘度计检定规程中为什么规定粘度计可在20～ 35℃范围内的任何温度下检定常数？20℃与35℃下检出的粘度计常数是否相同？对标准液有何要求？ 解答：（a）便于在不同地区，不同季节，在无恒温室的情况以及在室温下都可展开检定工作。 （b）由于玻璃的膨胀系数很小，20℃与35℃下的粘度计常数差别很小。
用毛细管法测定液体的粘滞系数 自然界中，一切实际流体(气体、液体)都具有一定的粘 滞性，这可以由流体抗拒形变的内摩擦而显示出来。众所周 知，作用于静止流体及运动中的所谓理想流体任一表面上的 力只有法向力(即正压力)；但是对于实际流体而言，当相邻 两层流体各以不同的定向速度运动时，由于流体分子的相互 作用，就会产生平行于接触面的切向力。如图２６－１所示， 运动快的流层对运动慢的流层以拉力f '，运动慢的流层则对运动快的流层施以阻力f ，这一对力被称为内摩擦力，或粘滞力。 实验表明，对于给定的流体，作用于接触面积为ds 的相邻两流层上的粘滞力f ，系与垂直于s d 方向上的速度梯度y u d /d 以及接触面积s d 呈正比，其方向与运动方向相反，即： s y u f d d d ?=η 式就是决定流体内摩擦力大小的牛顿粘滞定律。其中，比例系数η是由流体本身性质决定的、反应流体粘滞性大小的物理量，称为粘滞系数(又称动力粘度，简称粘度)，其单位为：帕·秒(s Pa ?)。s Pa 1?相当于速度梯度为1s 1-时，作用在2m 1接触面积上的力为N 1的流体所具有的粘度，即： 2m s N 1s Pa 1-??=?。 不同流体具有不同的粘度，同一种流体在不同温度下的粘度也很不相同，而且流体的粘度还与压强有关，但不甚显著。气体的粘度很小，且于2/1T 成比例。由于液体分子间距比气体小千倍以上，层间分子的相互作用力成为产生内摩擦的主要原因，所以其粘度比气体大4210~10倍。且其粘度随温度的升高几乎按指数规律地减小，有经验公式： ()c b a -+=θηθ 其中，θη为流体在C θ时的粘度，c b a ,,为因液体种类或温度范围而异的常数。对水而言：当252.43,60070.0==b a 及5423.1=c 时，温度在C 100~C 0 范围内，与精确 实验结果的误差不大于%40.0。因此， 式可以用来验证我们的实验结果。 测定流体的粘度可以有很多种方法，诸如：（１）用各种毛细管粘滞计、 （２）旋
毛细管粘度计的工作原理及创新设计 姓名：王根华 学号：1411081569 学院：机械工程与力学学院 班级：14机械研究生2班
1.工作原理 设不可压缩的粘性流体在水平管中作稳态层流流动，并设所考察的部位远离管道进、出口，且流动为沿轴向(z 方向)的一维流动，如下图所示: 物理模型： 1. 稳态、层流、不可压缩牛顿型流体 2. 沿ｚ方向的一维流动，0==θu u r ，0≠z u 3. 远离进出口 柱坐标下的连续性方程： 0)()(1)(1'=?? +??+??+??z r u z u r ru r r ρρθρθρθ （1） 式中，z r u u u z r 和、为方位角；为轴向坐标；为径向坐标；为时间；θθθ.' 分别是流速在柱坐标（r,θ,z ）方向上的分量。可简化为： 0=??z u z （２） 柱坐标的奈维-斯托克斯方程： r 分量 ()? ???????+??-??+??????????+??-=??+-??+??+??22222 222111'z u u r u r ru r r r v r p z u u r u u r u r u u u r r r d r z r r r r θθρθθθθθ（３） θ分量
()? ???????+??+??+??????????+??-=??++??+??+??22222 22111'z u u r u r ru r r r v r p r z u u r u u u r u r u u u r d z r r θθ θθθθθθθθθρθθ（４） z 分量 ?? ??????+??+??? ??????+??-=??+?+??+??+??2222111'z u u r r u r r r v z p z u u r u u u r u r u u u z z z d z z z z z r z θρθθθθ （５） 现在先考察z 方向的奈维-斯托克斯方程。对于一维稳态流动，式（5）中的 0,0' ==??r z u u θ，;0=θu 由于流动对于管轴对称，0=??θ z u ，02 2=??θz u 。将以上条件及（2）得到 )](1[r u r r r z p z d ????=??μ （6） 同理，对θ、r 方向的奈维-斯托克斯方程化简，可得 0=??θ d p （7） 0=??r p d （8） 从式（6）、（7）、（8）可以看出，该式左侧的d p 仅是z 的函数；而右侧z u 仅是r 的函数。因此，式（6）可写成常微分方程，即 dz dp dr du r dr d r d z μ1)(1= （9） 上式为右侧仅为z 的函数，左侧仅为r 的函数，而r 、z 又为独立变量，故两边应等于同一 常数才成立，即 常数 ==dz dp dr du r dr d r d z μ1)(1 （10） 边界条件：
毛细管法测粘度 Prepared on 22 November 2020
毛细管法测定粘度 测定原理：在一定温度下，当液体在直立的毛细管中，以完全湿润管壁的状态流动时，其运动粘度与流动时间成正比。测定时，用已知运动粘度的液体作标准，测量其从毛细管粘度计流出的时间，再测量试样自同一粘度计流出的时间，则可计算出试样的粘度。 测定仪器：毛细管粘度计 仪器、试剂与试样 1、仪器毛细管粘度计、恒温浴、温度计、秒表 2、试剂恒温浴液、乙醇、铬酸洗液、石油醚 3、试样机油或其他石油产品 实验步骤 1）选取毛细管粘度计并洗净取一支适当内径的毛细管粘度计，用轻质汽油或石油醚洗涤干净。 2）装标准试样在支管6处接一橡皮管，用软木塞塞住管身7的管口，倒转粘度计，将管身4的管口插入盛有标准试样（20℃蒸馏水）的小烧杯中，通过连接支管的橡皮管用洗耳球将标准样吸至标线b处，然后捏紧橡皮管，取出粘度计，倒转过来，擦干管壁，并取下橡皮管。 3）将橡皮管移至管身4的管口，使粘度计直立于恒温浴中，使其管身下部浸入浴液。在粘度计旁边放一支温度计，使其水银泡怀毛细管的中心在同一水平线上。恒温浴内温度调至20℃，在此温度保持10min以上。 4）用洗耳球将标准样吸至标线a以上少许，停止抽吸，使液体自由流下，注意观察液面，当液面至标线a，启动秒表；当液面至标线b，按停秒表。记下由a至b的时间，重复测定4次，各次偏差不得超过%，取不少于三次的流动时间的平均值作为标准样的流出时间τ20标。 5）倾出粘度计中的标准样，洗净并干燥粘度计，用同粘度计按上述同样的操作测量试样的流出时间τ20样。 五、数据记录与处理 t t t t 计算过程： 六、注意事项 1）测定过程中必须调整恒温浴的温度为规定的测定温度； 2）测定前试液和毛细管粘度计均应准确恒温，并保持一定的时间。在恒温器中粘度计放置的时间为：在20℃时，放置10min；在50℃时，放置15min；在100℃时，放置20min； 3）试液中不能有气泡。
液体粘滞系数的测量与研究 一 实验目的 1.了解用斯托克斯公式测定液体粘滞系数的原理,掌握其适用条件。 2.学习用落球法测定液体的粘滞系数。 3.熟练运用基本仪器测量时间、长度与温度。 4.掌握用外推法处理实验数据。 二 实验仪器 液体粘滞系数仪、螺旋测微器、游标卡尺、钢板尺、钢球、磁铁、秒表、温度计。 三 实验原理 当物体球在液体中运动时,物体将会受到液体施加的与其运动方向相反的摩擦阻力的作用,这种阻力称为粘滞阻力,简称粘滞力。粘滞阻力并不就是物体与液体间的摩擦力,而就是由附着在物体表面并随物体一起运动的液体层与附近液层间的摩擦而产生的。粘滞力的大小与液体的性质、物体的形状与运动速度等因素有关。 根据斯托克斯定律,光滑的小球在无限广延的液体中运动时,当液体的粘滞性较大,小球的半径很小,且在运动中不产生旋涡,那么小球所受到的粘滞阻力f 为 vd f πη3= (1) 式中d 就是小球的直径,v 就是小球的速度,η为液体粘滞系数。η就就是液体粘滞性的度量,与温度有密切的关系,对液体来说,η随温度的升高而减少(见附表)。 本实验应用落球法来测量液体的粘滞系数。小球在液体中做自由下落时,受到三个力的作用,三个力都在竖直方向,它们就是重力r gV 、浮力r 0gV 、粘滞阻力f 。开始下落时小球运动的速度较小,相应的阻力也小,重力大于粘滞阻力与浮力,所以小球作加速运动。由于粘滞阻力随小球的运动速度增加而逐渐增加,加速度也越来越小,当小球所受合外力为零时,趋于匀速运动,此时的速度称为收尾速度,记为v 0 。经计算可得液体的粘滞系数为 2 018)(v gd ρρη-= (2) 式中0ρ就是液体的密度,ρ就是小球的密度,g 就是当地的重力加速度。 可见,只要测得v 0,即可由(2)式得到液体的粘滞系数。但就是注意,上述推导包括(1)、(2)式都在特定条件下方才适用(见原理的第一段黑体字部分),通过对实验仪器与实验方法的设计,
工作毛细管粘度计试卷（B） 单位姓名考号 一.填空题: （每题2分） 1. 当毛细管上、下球的有效半径相同时，可以消除（表面张力） 影响，当标准液与被测液的密度相同时可以消除（空气浮力）影响。 2.液体在（静止）状态下不呈现粘性，只有在（流动）状态下才 呈现粘性。 3.泊氏公式中的动能修正系数m与（雷诺数）及（毛细管管端形 状）有关。 4. 液体与气体具有粘性的原因分别是(分子引力)(动量传递)。 5.用毛细管粘度计测量粘度时，掀秒表的瞬时应是弯月面的（最 低点）与计时球的计时标线（相切）的瞬时。 二.选择题: （每题5分） 1. 流体在毛细管中流动时，下面诸条件中，除了（4）以外，都 是泊氏公式应满足的假设条件。 (1)层流(2)稳定流(3)牛顿流体(4)毛细管非常细 2. 当粘性流体在管子中稳定（匀速）流动时，（2）平衡。 (1)剪切应力与剪切速率(2)外力与内摩擦力 (3)重力与外力(4)重力与浮力 3. 粘性流体在毛细管中流动时（2）处流速最大。 (1) 管壁(2) 管轴(3)R/2 (4)2R/3
三.问答题: （每题10分） 1. 请说明平氏粘度计的储液球设计成扁平形有什么优缺点？为 什么？ 解答：（a）优点：因储物球的直径大，可以减少装液量不准以及装置温度与试验温度不同引起的液柱高度变化所带来的 误差。 （b）缺点：因储物球的直径大，与上方计时球的直径相差 大，因此，当标准液与被测液的表面张力与密度比σ/ρ 不同时，表面张力误差就加大。 2.请列出检定毛细管、落球、旋转、恩氏粘度计及二级标准液 定值时所用温度计分度值。 解答:检定毛细管粘度计及标准液值时,温度计分度值分别不得大于0.01℃0.2℃0.2℃及0.01℃ 3. 用毛细管法测粘度时，如标准液与被测液的粘度相同，可 消除什么影响因素？如二者密度相同，可消除什么影响因素？ 解答：（a）当二者粘度相同时，可消除动能修正及残留误差。 （b）当二者密度相同时，可消除空气浮力的影响。 四.计算题: （每题15分） 1. 当流体在毛细管中匀速流动时，设液柱高100mm，毛细管长 90mm，毛细管内径0.6mm，流体密度1g/cm3,请计算毛细管 壁处的剪切应力（保留2位有效数字） 解答：在管壁处，外力=πR2P；粘性力=2πRLτ
实训小结 10医械一班 进修 柯周良 乌氏毛细管粘度计 粘度计广泛应用于测定油脂、油漆、涂料、塑料、食品、药物、胶粘剂等各种流体的动力粘度。 高分子溶液的粘度有以下几种定义： （1） 粘度比（相对粘度） 粘度比用来表示。，其中，为纯溶剂的粘度，是相同温度下溶液的粘度。粘度比是一个无因次的量。对于低切变速度下的高分子溶液，其值一般大于1。显然，随着溶液浓度的增加将增大。 （2） 增比粘度（粘度相对增量） 增比粘度用表示，是相对于溶剂来说溶液粘度增加的分数： 增比粘度也是一个无因次的量。 （3） 比浓粘度（粘数） 对高分子溶液，增比粘度往往随溶液的浓度增加而增大，因此常用其与浓度之比来表征溶液的粘度，称为比浓粘度，即 它表示当溶液浓度为C 时，单位浓度对增比粘度的贡献。实验证明，其数值亦随浓度的变化而变化。比浓粘度的因次是浓度的倒数，一般用厘米3/克表示。 比浓对数粘度（对数粘度）其定义是粘度比的自然对数与浓度之比，即 C C sp r )1ln(ln ηη+= 其值也是浓度的函数，因次与比浓粘度相同。 （4） 特性粘度（极限粘度） 因为比浓粘度C sp /η和比浓对数粘度C r /ln η均随溶液浓度而改变，故以其在无限稀释时的外推值作为溶液粘度的量度，用[η]表示这种外推值，即 C C r C sp C ηηηln lim lim ][00→→== [η]称为特性粘度，又称极限粘度，其值与浓度无关，其因次也是浓度的倒数。 上述粘度的测定原理如下：待测液体自A 管加入，经B 管将液体吸至a 线以
上，使B 管通大气，任其自然流下，记录液面流经a 及b 线的时间t 。这样外加力就是高度为h 的液体自身的重力，用P 表示。假定液体流动时没有发生湍流，即外加力P 全部用以克服液体对流动的粘滞阻力。则根据牛顿粘度定律可导出如下的关系： lV t PR 84πη= （8-1） 上式称为泊肃叶（Poiseuille ）定律。 在实际的测定中，由于用同一支粘度计测定溶液与溶剂的流出时间，故V 、l 、R 相等。上式可改写为： kPt =η （8-2） 其中，lV R k 84 π=。溶剂（标准溶液）的粘度为000t kP =η。而溶液的相对粘度为 0 0000t P Pt t kP kPt r ===ηηη （8-3） 液体在液柱高度相同高度时，压力之比可以用密度比代替。即 00ρρ=P P ，则 0 0t t r ρρη= （8-4） 由于测粘度时，溶液粘度比较稀，溶液与溶剂二者密度相差极小，可近似认为：0ρρ=，将其代入式（8-4）得： 0 000t t t t r ==ρρη （8-5） 并且，很容易得到： 001t t t r sp -= -=ηη （8-6） 这样，由纯溶剂的流出时间0t 和各种浓度的溶液的流出时间t ，可求出各种浓度的r η、sp η、C sp /η和C r /ln η之值。以C sp /η和C r /ln η分别为纵坐标，C 为横坐标作图，得到两条直线。分别外推至0=C 处，其截距就是特性粘数[η]（见图8-5）。 2
液体黏度的测定实验报告记录
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物理实验报告 液体黏度的测定 各种实际液体都具有不同程度的黏滞性。当液体流动时，平行于流动方向的各层流体之间，其速度都不相同，即各层间存在着滑动，于是在层与层之间就有摩擦力产生。这一摩擦力称为“黏滞力”。它的方向在接触面内，与流动方向相反，其大小与接触面面积的大小及速度梯度成正比，比例系数称为“黏度”（又称黏滞系数，viscosity ）。它表征液体黏滞性的强弱，液体黏度与温度有很大关系，测量时必须给出其对应的温度。在生产上和科学技术上，凡是涉及流体的场合，譬如飞行器的飞行、液体的管道输送、机械的润滑以及金属的熔铸、焊接等，无不需要考虑黏度问题。 测量液体黏度的方法很多，通常有：①管流法。让待测液体以一定的流量流过已知管径的管道，再测出在一定长度的管道上的压降，算出黏度。②落球法。用已知直径的小球从液体中落下，通过下落速度的测量，算出黏度。③旋转法。将待测液体放入两个不同直径的同心圆筒中间，一圆筒固定，另一圆筒以已知角速度转动，通过所需力矩的测量，算出黏度。④奥氏黏度计法。已知容积的液体，由已知管径的短管中自由流出，通过测量全部液体流出的时间，算出黏度。本实验基于教学的考虑，所采用的是奥氏黏度计法。 实验一 落球法测量液体黏度 一、【实验目的】 1、了解有关液体黏滞性的知识，学习用落球法测定液体的黏度； 2、掌握读数显微镜的使用方法。 二、【实验原理】 将液体放在两玻璃板之间，下板固定，而对上板施以一水平方向的恒力，使之以速度v 匀速移动。黏着在上板的一层液体以速度v 移动；黏着于下板的一层液体则静止不动。液体自上而下，由于层与层之间存在摩擦力的作用，速度快的带动速度慢的，因此各层分别以由大到小的不同速度流动。它们的速度与它们与下板的距离成正比，越接近上板速度越大。这种液体流层间的摩擦力称为“黏滞力”（viscosity force ）。设两板间的距离为x ，板的面积为S 。因为没有加速度，板间液体的黏滞力等于外作用力，设为f 。由实验可知，黏滞力f 与面积S 及速度v 成正比，而与距离x 成反比，即 x v S f η= （2-5-1） 式中，比例系数η即为“黏度”。η的单位是“帕斯卡·秒”（Pa ·s ）或k g ·m -1·s -1。
毛 设不可压缩的粘性流体在水平管中作稳态层流流动，并设所考察的部位远离管道进、出口，且流动为沿轴向(z 方向)的一维流动，如下图所示: 物理模型： 1. 稳态、层流、不可压缩牛顿型流体 2. 沿ｚ方向的一维流动，0==θu u r ，0≠z u 3. 远离进出口 柱坐标下的连续性方程： 0)()(1)(1'=?? +??+??+??z r u z u r ru r r ρρθρθρθ （1） 式中，z r u u u z r 和、为方位角；为轴向坐标；为径向坐标；为时间；θθθ.' 分别是流速在柱坐标（r,θ,z ）方向上的分量。可简化为： 0=??z u z （２） 柱坐标的奈维-斯托克斯方程： r 分量 ()? ???????+??-??+??????????+??-=??+-??+??+??22222 222111'z u u r u r ru r r r v r p z u u r u u r u r u u u r r r d r z r r r r θθρθθθθθ（３） θ分量
()? ???????+??+??+??????????+??-=??++??+??+??22222 22111'z u u r u r ru r r r v r p r z u u r u u u r u r u u u r d z r r θθ θθθθθθθθθρθθ（４） z 分量 ?? ??????+??+??? ??????+??-=??+?+??+??+??2222111'z u u r r u r r r v z p z u u r u u u r u r u u u z z z d z z z z z r z θρθθθθ （５） 现在先考察z 方向的奈维-斯托克斯方程。对于一维稳态流动，式（5）中的 0,0' ==??r z u u θ，;0=θu 由于流动对于管轴对称，0=??θ z u ，02 2=??θz u 。将以上条件及（2）得到 )](1[r u r r r z p z d ????=??μ （6） 同理，对θ、r 方向的奈维-斯托克斯方程化简，可得 0=??θ d p （7） 0=??r p d （8） 从式（6）、（7）、（8）可以看出，该式左侧的d p 仅是z 的函数；而右侧z u 仅是r 的函数。因此，式（6）可写成常微分方程，即 dz dp dr du r dr d r d z μ1)(1= （9） 上式为右侧仅为z 的函数，左侧仅为r 的函数，而r 、z 又为独立变量，故两边应等于同一 常数才成立，即 常数 ==dz dp dr du r dr d r d z μ1)(1 （10） 边界条件：
奥式、乌式毛细管粘度计基本原理 一、总述 毛细管粘度计按结构、形状可分为乌氏、 芬氏、平氏、逆流四种。它们测定的样品粘度是运动粘度。今已广泛地运用在石油、化工、轻工、机电、国防、交通、煤碳、冶金、医药、食品、造纸、纺织、科研、高等院校等单位。 1、 原理 在一定温度下，当液体在直立的毛细管中，以完全湿润管壁的状态流动时，其运动粘度与流动时间成正比。测定时，用已知运动粘度的液体作标准，测量其从毛细管粘度计流出的时间，再测量试样自同一粘度计流出的时间，则可计算出试样的粘度。 2、 假设 在水平管处建立三维柱坐标。设不可压缩的粘性流体在水平管中作稳态层流流动，并设所考察的部位远离管道进、出口，且流动为沿轴向(z 方向)的一维流动。其物理模型为： 1) 牛顿型流体，层流稳态流动，不可压缩； 2) 其流动模型为沿z 方向的一维流动，0r u u θ==，0z u ≠ 。 3) 远离进出口。 具体模型如下图所示: r θ z 二、推导过程 柱坐标下的连续性方程： 0)()(1)(1'=?? +??+??+??z r u z u r ru r r ρρθρθρθ N-S 方程: z 分量
?? ??????+??+??? ??????+??-=??+?+??+??+??2222111'z u u r r u r r r v z p z u u r u u u r u r u u u z z z d z z z z z r z θρθθθθ r 分量 ()? ???????+??-??+??????????+??-=??+-??+??+??22222 222111'z u u r u r ru r r r v r p z u u r u u r u r u u u r r r d r z r r r r θθρθθθθθ θ分量 ()? ???????+??+??+??????????+??-=??++??+??+??22222 22111'z u u r u r ru r r r v r p r z u u r u u u r u r u u u r d z r r θθ θθθθθθθθθρθθ 根据假设可对以上方程进行简化得： 0=??z u z （1） )](1[r u r r r z p z d ????=??μ （2） 0=??θ d p （3） 0=??r p d （4） 从式（2）、（3）、（4）可以看出，该式左侧的d p 仅是z 的函数；而右侧z u 仅是r 的函数。因此，式（2）可写成常微分方程，即 dz dp dr du r dr d r d z μ1)(1= （5） 上式为右侧仅为z 的函数，左侧仅为r 的函数，而r 、z 又为独立变量，故两边应等于 同一常数才成立，即
逆流毛细管粘度计 —上海标卓科学仪器产品特点：GB_T 11137-1989深色石油产品运动粘度测定法（逆流法）和动力粘度计算法"，前者适用于测定液体石油产品的运动粘度（指牛顿液体），后者适用于测定深色石油产品、使用后的润滑油、原油等0℃以上的运动粘度，350-370是淡黄色的，使用顺流性的更适合， 一、方法概要 逆流毛细管粘度计适用于测定深色石油产品、使用后的润滑油、原油等0℃以上的运动粘度及通过测得的运动粘度计算动力粘度。对于一般原油测定50℃运动粘度，对于重质原油测定80℃运动粘度，对于轻质原油测定20℃运动粘度，对于渣油测定100℃运动粘度，但不适用测定沥青的运动粘度。 二、仪器与试剂 1. 坎农—芬斯克不透明粘度计一组，符合SH/T 0173-92(2004)中的BMN-3型粘度计的要求，尺寸、测定粘度范围及毛细管内径见图1和表1。在扩张部分D球下端，A、C、J 球之间，J 球上端分别刻有环形标线a、b、c、d。 2. 恒温浴：同GB/T 265，并具有足够深度，使恒温浴液面高于试样液面20mm以上，粘度计底部高于恒温浴底20mm以上，温
度控制在±0.1℃。测定温度为20-50℃时，恒温浴用蒸馏水；50-100℃时，用甘油或透明矿物油。 3. 玻璃温度计：分度值为0.1℃。 4. 秒表：分度为0.1s。 粘度计、秒表均应定期检定，粘度计的校正同GB/T 265。 5. 铬酸洗液。 6. 洗涤汽油、轻汽油或石油醚。 1,3--管身；2--毛细管； a, b,c,d--标线； D,A,J,C--球 表1坎农—芬斯克不透明粘度计尺寸和运动粘度范围
注：1）最小流动时间全部为200s. 三、准备工作 1. 测定前，需根据试油的估计粘度与温度选用合适的粘度计，务使流动时间大于200s。选出粘度计后，将粘度计常数C与试油估计的粘度代入公式，核算时间t是否大于200s。 2. 调节恒温浴温度，使达到测定温度。控制温度精确达±0.1℃。 3. 试油如含水，试验前必须先脱水。 4. 残渣燃料和类似蜡状产品粘度受预热过程影响，应先将试样置于烘箱中，在60±2℃加热1h。对高粘度油可适当提高加热温度，使试样完全混合，但不能超过试验温度。用玻璃棒充分搅拌试样，直至无沉淀或蜡状物粘在棒上。
落球法测定液体的黏度 PB 张浩然 一、实验题目：落球法测定液体的黏度 二、实验目的：通过落球法测量油的黏度，学习并掌握测量的原理和方法 三、实验器材：小钢球、刻度尺、千分尺、游标卡尺、液体密度计、秒表、温度计。 四、实验原理： 1. 斯托克斯公式的简单介绍 粘滞阻力是液体密度、温度和运动状态的函数。如果小球在液体中下落时的速度v 很小，球的半径r 也很小，且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的 6F vr πη= （1） η是液体的粘度，SI 制中，η的单位是 s Pa ? 2. 对雷诺数的影响 雷诺数R e 来表征液体运动状态的稳定性。设液体在圆形截面的管中的流速为v ，液体的密度为ρ0，粘度为η，圆管的直径为2r ，则 2e v r R ρη = （2） 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： 2 3196(1...)161080 e e F rv R R πη=+ -+ （3） 式中316e R 项和2191080 e R 项可以看作斯托克斯公式的第一和第二修正项。 随着R e 的增大，高次修正项的影响变大。 (1).容器壁的影响 考虑到容器壁的影响，修正公式为 2 3196(1 2.4)(1 3.3)(1...)161080 e e r r F rv R R R h πη=+++-+ （4） (2).η的表示 因F 是很难测定的，利用小球匀速下落时重力、浮力、粘滞阻力合力等于零，由式（4）得 3204319()6(1 2.4)(1 3.3)(1...)3161080 e e r r r g rv R R R h πρρπη-=+++-+ （5） 可得 202()131918(1 2.4)(1 3.3)(1...)22161080 e e gd d d v R R R h ρρη-=+++-+ （6） a.当R e <0.1时，可以取零级解，则式（6）就成为