液体粘滞系数测量装置及测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106290069A(43)申请公布日2017.01.04(21)申请号201610844767.1(22)申请日2016.09.23(71)申请人滨州学院地址256600山东省滨州市黄河五路391号滨州学院(72)发明人陈庆东王俊平(74)专利代理机构济南泉城专利商标事务所37218代理人褚庆森(51)Int.Cl.G01N11/12(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称液体粘滞系数测量装置及测量方法(57)摘要本发明的液体粘滞系数测量装置，包括支撑台、圆筒、小球和细绳，圆筒中存储有待测液体；特征在于：支撑台上放置有打点计时器，打点计时器中设置有纸带，支撑台一侧的边缘设置有定滑轮，圆筒以开口朝上的形式固定于定滑轮的下方，圆筒的开口处放置有开口朝下的漏斗，漏斗的轴线与圆筒的轴线在同一条直线上；小球位于漏斗中，细绳的一端与小球固定，另一端穿过漏斗、绕过定滑轮后与纸带相固定。本发明的测量装置及方法，通过漏斗保证了小球始终沿圆筒的中心轴线下落，使得圆筒壁对小球的影响降到了最低，提高了测量精度。通过打点计时器可识别出小球的匀速运动状态，进一步保证了液体粘滞系数的测量精度。CN106290069ACN106290069A权利要求书1/1页1.一种液体粘滞系数测量装置，包括支撑台（1）、圆筒（2）、小球（3）和细绳（6），圆筒中存储有待测液体；其特征在于：支撑台上放置有打点计时器（7），打点计时器中设置有纸带（8），支撑台一侧的边缘设置有定滑轮（5），圆筒以开口朝上的形式固定于定滑轮的下方，圆筒的开口处放置有开口朝下的漏斗（4），漏斗的轴线与圆筒的轴线在同一条直线上；小球位于漏斗中，细绳的一端与小球固定，另一端穿过漏斗、绕过定滑轮后与纸带相固定。2.根据权利要求1所述的液体粘滞系数测量装置，其特征在于：圆筒（2）的外围设置有外筒（9），外筒中存储有对圆筒中的待测液体进行加热和保温的循环水。3.根据权利要求2所述的液体粘滞系数测量装置，其特征在于：包括对圆筒（2）中待测液体的温度进行调节的温度控制装置，温度控制装置由温度控制仪（10）、加热桶（13）、输入泵（11）、输出泵（12）组成以及设置于圆筒（2）中的温度传感器（15）组成，加热桶中设置有加热器（14），以便对加热桶中的循环水进行加热；加热桶中的循环水经输入泵抽至外筒（9）中，外筒中的循环水经输出泵抽至加热桶中；温度控制仪通过温度传感器测量圆筒中的水温，通过控制加热器、输入泵、输出泵的开关状态，将圆筒中的被测液体维持在设定温度。4.一种基于权利要求1所述的液体粘滞系数测量装置的测量方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：a).设备安放，将打点计时器放置于支撑台上，并将纸带放入打点计时器中；将圆筒放置于定滑轮的下方，漏斗倒扣于圆筒的开口上，并保证漏斗轴线与圆筒轴线在同一直线上，把悬挂小球的细绳绕过定滑轮固定于纸带上；将加热桶上的出口经输入泵与外筒的进水口相连通，外筒上的出水口经输出泵与加热桶上入口相连通；b).下放小球，打开打点计时器，然后释放小球，使小球沿圆筒的中心轴线方向下降；c).计算匀速速度值，待小球下降至圆筒底部后，打开打点计时器取出纸带，识别出小球匀速运动的区域，并读取两打点之间的距离，进而计算出小球做匀速运动时的速度值，设为v0；d).计算粘滞系数，设圆筒内部空腔的半径为R0，圆筒内待测液体的高度为h，小球的密度为ρ、半径为r，待测液体的密度为ρ0；定滑轮的摩擦系数为c；通过公式（1）计算出待测液体的粘滞系数η：η=2(ρ-cρ-ρ0)gr²/[9v0(1+2.4r/R0)(1+3.3r/h)](1)考虑到小球在圆筒中液体下落时存在漩涡现象，利用公式（2）对计算的粘滞系数η进行修正：η1=η-3ρ0dv0/16（2）其中，d为小球的直径，d=2r。5.根据权利要求4所述的液体粘滞系数测量装置的测量方法，其特征在于，步骤a)中，如需测量液体在特定温度下的粘滞系数，则打开温度控制仪，将温度设定在相应温度，待温度控制仪将圆筒中的液体加热至设定温度后，再进行下一步的测量。2CN106290069A说明书1/5页液体粘滞系数测量装置及测量方法技术领域[0001]本发明涉及一种液体粘滞系数测量装置及测量方法，更具体的说，尤其涉及一种利用打点计时器进行测速并可保证小球沿液体中心轴线下落的液体粘滞系数测量装置及测量方法。背景技术[0002]在稳定流动的液体中，由于各层流体的不同，相互接触的两层液体之间存在着力的作用，一作用力称为粘滞力。不同液体波层之间粘滞力是不同的，因为它们有不同的粘滞系数。所以，液体粘滞系数的测量就成了大学物理实验当中一个十分重要的课题。测量液体粘滞系数常用的方法有