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文档简介

液体动力粘度的测定实验目的:学会书上测定液体动力粘度的方法,了解掌握旋转粘度计的使用操作方法。实验仪器:油、水等待测液体,烧杯,旋转式粘度计实验原理:旋转粘度计是由数个机械装置所组成,马达与变速箱是装置在仪器顶端的机壳内。主机包含了一个精确的铍铜合金的弹簧,一端接在轴承上,另一端直接接在指示装置上。在主机下方,下端轴承进入轴杯与粘度计的转子直接相连。转子是由马达弹簧所带动,此弹簧的偏离由指针所显示(或者经由数字化仪表显示)。藉由变速箱调整不同速度与使用不同转子可以测得不同范围的粘度。粘度、粘力、流动的阻力与转子的转速与转子形状有关,当转速增加或转子增大时粘力会加大。因此,当转速增大或转子变大时,可以由弹簧的偏离所读出。最小范围的粘度可以由表面积最大的转子与最高转速测得;而最大范围的粘度可由表面积最小的转子与最慢转速测得。4.实验内容:⑴水的粘度的测定⑵植物油的粘度的测定实验步骤:清理粘度计,调节两个水平调节脚,直至粘度计顶部的水泡在中央位置。(调水平)将转子保护框架装在粘度计上(向右旋入装上,向左旋出卸下)将选用的转子旋入连接螺杆(向左旋入装上,向右旋出卸下)插入电源,打开粘度计后面开关按钮。输入选用的转子号:每按转子键一次,屏幕显示的转子号相应改变,直至屏幕显示为所选转子号。选择转速:按“转速”键设置转速,并通过按TAB键可逐位移向当前显示转速的十位、个位及百分位,待选定后,通过按数字增加键或减来设置十位、个位及十分位等的转速大小。转速设置完毕后,按转速键确认。旋动升降架旋钮,使粘度计缓慢的下降,转子逐渐浸入被测液体当中,直至转子上的标记与液面相平为止。调整粘度计位置至水平。按下“测量”键,步进电机开始旋转,适当时间(读数大致稳定)后即可同时测得当前转子、该转速下的粘度值和百分计标度。在测量过程中,如果需要转换转子,可直接按“复位”键。(此时电机停止转动,而粘度计不断电)。当转子更换完毕后,重复以上6-8项即可继续进行测量。尤其要注意的是:更换转子后一定要调整仪器上对应的转子号SP。测量完毕后,按“复位”键,同时关闭电源开关。旋动升降架旋钮,使粘度计缓慢的上升,取出测量样品。卸下转子,并将转子、仪器及试验台清理干净。实验过程及数据记录我们使用的是NDJ-8S旋转粘度计,选择2#转子,转速分别为12、30、60r/min。(1)水的粘度测定1、 我们进行试验时仪器已正确安装,我们可以直接进行试验。2、 开机后,仪器显示如图1所示;我们使光标停在中文处,选择中文显示。3、 按“OK”键后,屏幕显示如图2所示:图1 图24、 再按“OK”键,仪器开始进行测量。当右边的竖条方块显示光标由下向上升至满刻度时,屏幕显示的粘度值基本稳定,即为该转速下的测量值。我们记录下在12r/min下的粘度值和百分计标度,数据如下表所示:5、 然后我们将转速改为30r/min和60r/min,再按上述方法进行测量分别得到在30r/min和60r/min下的粘度值和百分计标度,数据如下表所示;改变转速的操作步骤具体如下:按“转速”键设置转速,并通过按TAB键可逐位移向当前显示转速的十位、个位及百分位,待选定后,通过按数字增加键或减少键来设置十位、个位及百分位等的转速大小。转速设置完毕后,按转速键确认。(2)油的粘度测定我们将水改为油,适当调整粘度计位置,具体操作方法如下:旋动升降架旋钮,使粘度计缓慢的下降,转子逐渐浸入被测液体当中,直至转子上的标记与液面相平为止。调整粘度计位置至水平。

然后我们按相同的步骤和方法测得油在30、60r/min下的粘度值和百分计标度,实验数据如下表所示:注:当转速为12r/min时,粘度示数突然下降为0。实验数据记录表水的粘度测定转速(r/min)粘度(MPa/s)百分比121606.4%30777.8%6068.513.7%油的粘度测定转速(r/min)粘度(MPa/s)百分比12003014013.9%6011222.4%七、实验误差分析我们用NDJ-8S旋转粘度计所测得的粘度误差较大,主要的误差来源我们认为有以下几点:1、 实验仪器本身存在问题。从粘度计测速的原理进行分析:同步电机以稳定的速度旋转,连接刻度圆盘,再通过游丝和转轴带动转子旋转。如果转子未受到液体的阻力,则游丝、指针与刻度圆盘同速旋转,指针在刻度盘上指出的读数为“0”。反之,如果转子受到液体的粘滞阻力,则游丝产生扭矩,与粘滞阻力抗衡最后达平衡,这时与游丝连接的指针在刻度圆盘上指示一定的读数(即游丝的扭转角)。将读数乘上特定的系数即得液体的粘度。所以,“同步电机以稳定的速度旋转”是保证粘度计准确度的关键之一。而我们实验室使用的粘度计本身电机质量不高,导致粘度计精度较低。尤其在低速旋转时,电机控制速度稳定的能力更差,甚至出现“时转时停”的现象,这也是导致我们在测定油在12r/min转速下的粘度时,出现示数为0的重要原因。2、 转子没有严格放在容器中心位置,以及盛放液体的容器大小对测量结果的影响。旋转粘度计对转子浸入液体的深度有严格要求,转子必须放在容器中心。如果不在中间,会产生边界效应,使测量结果有误差。另外,容器需足够大才能忽略容器的边界效应,若容器直径不够大,由于容器的边界效应使得转子所受扭矩增加,这样测得的液体粘度必然偏大。一般使用直径不小于70mm的烧杯,才能忽略容器的边界效应。3、 测量用的转子表面不洁,或转子表面不够光滑,有刮痕或裂纹。测量用的转子表面要清洁无污物,一般要在测量后及时清洗,特别在测油漆和胶粘剂之后。要注意清洗的方法,可用合适的有机溶剂浸泡,千万不要用金属刀具等硬刮,因为粘度计的转子表面有严重的刮痕时会带来测量结果的偏差。4、 读数误差我们在进行读数时有时未等指针稳定就开始测量,这会使读数偏小,因此要经过多次旋转,使指针趋于稳定后再读数。5、 按下控制杆时,有时读数会发生变化,这是仪器产生的系统误差。为了减少误差,我们应该多次测量,取平均值,以减小或消除系统误差6、 我们实验所用的清水或

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