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测量液体粘度实验报告完整版液体粘度的测量粘度是流体的重要物理特性。粘度测量与石油、化工等工业技术的关系密切，生物、医学等领域也常用到粘度测量。实验目的1了解液体粘度测量的原理；2用旋转法测量液体的粘度、粘度与温度的关系曲线；3比较旋转法、落球法和毛细管法等测量液体粘度的方法。实验方法测定的方法有下列几种：1.旋转法：在两同轴圆筒间充以待测液体，当简匀速转动时，可由测定内筒所受的粘滞力矩求得；2.落球法：如果一小球在粘滞液体中铅直下落，由于附着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，它的大小与落球速度有关。测出落球的速度后可以计算出液体粘滞系数，这种方法一般用来测量粘度较大的液体，并要求液体有一定的透明度。3.毛细管法：通过测定在恒定的压强差作用下，流经一毛细管的液体流量来计算；其它方法：如振动法、平板法、流出杯法等。实验原理1.粘度的定义粘度分为动力粘度和运动粘度，一般将动力粘度简称为粘度。v_z_图1F流体流动时流层间存在着速度差和运动逐层传递。当相邻流层间存在速度差时，快速流层力图加快慢速流层，而慢速流层则力图减慢快速流层。这种相互作用随着流层间速度差的增加而加剧。流体所具有的这种特性称为粘性，流层间的这种相互作用力称为内摩擦力或粘性(滞)力。粘度是用来表示流体粘性程度的物理量，被定义为z=0的稳定层流中剪切应力（F为切应力，S为表面积）与剪切速率之比值动力粘度的单位是帕XX,记作Pas，.实际工作中常常直接测量运动粘度，其定义为(动力)粘度与流体密度之比运动粘度的单位是二次方米每秒，具体工作中也用。2.用旋转法测定液体粘度实验中我们只讨论牛顿流体，即粘度与无关的液体。旋转法测量原理如图2，当转子在液体中以稳定速度转动时，由牛顿内摩擦定律可知：面层流时流层间的内摩擦力等于表面积S、粘滞系数和速度梯度的乘积，即(1)当液体产生稳定旋转时，对于如图2所示的高度为L的环状薄层，半径为r处的表面积S=2rL，该面所受的内摩擦力在柱坐标系中沿切线方向，其大小为(2)式中的负号是因角速度沿径向递减之故。稳态旋转时半径为r的柱面所受的力矩为常数，设其值为M1，可得图2旋转法L(3)利用边界条件和再利用边界条件可得和，最后可得此即Couette-Margules公式。液体粘度与温度的关系：Andrade公式T为绝对温度，k为玻尔兹曼常数，A、E为与液体分子结构有关的常数。测出样品液体二个以上不同温度的(T)值，即可定出E、A的值。E称为分子粘流活化能。如果E用克分子活化能为单位，公式中k应乘以阿佛加德罗常数Na，kNa=R即摩尔气体常数。R=8.314Jmol1。实验任务1用旋转法测量蓖麻油在室温下至60范围内的粘度变化，绘出粘温曲线并与公式比较。2用毛细管法、落球法测量室温下蓖麻油的粘度，并对两种方法的测量值进行分析比较。附录.用落球法测定液体的粘度的原理当金属小圆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gV（V是小球体积、是小球密度）、液体作用于小球的浮力0gV（0是液体密度）和粘滞力f（其方向与小球运动方向相反）。如果液体是无限深广的，而且小球的半径r和下落速度v均较小，则有图3落球法装置图(4)上式称为斯托克斯公式，其中是液体的粘度，v是小球下落速度，r是小球的半径。小球开始下落时，由于速度尚小，所以阻力也不大；但下落速度增大后，阻力也随之增大。最后，上述三个力达到平衡，即(5)是，小球作匀速直线运动。由上式可得：(6)如已知r、0和v等值，由测定匀速下落时的v值，即能计算。实验时，待测液体必须盛容器中（图2），而小球则沿筒的中心轴线下降，故不能满足无限深、广的条件，式(6)须作如下改动方能符合实际情况：(7)其中d=2r，R0为容器内半径，H为液柱高度。这是由于液体有边界，所测得的v较理想情况的为小，故须将式(6)等号右边项乘以小于1的因子，这样才能算得正确的值。(7)式（即斯托克斯公式）成立的条件：斯托克斯公式是由粘滞液体的普遍运动方程导出的，要求小球的速度很小、球也很小，归结为雷诺数(8)很小。R很小的条件是因为在解方程时略去了一项有R因子的非线性项，如果考虑R，方程的解为(9)这叫做奥西恩-果尔斯公式。可以把由（6）R与（1280）R2项看作是斯托克斯公式的一级修正项和二级修正项。如R0.1时，则分别为，零级解（即7式）与一级解（即9式中取一级修正）相差约2%，而二级修正项约210-4可不计；如R0.5，则零级解与一级解相差约10%，二级修正项约0.5%还可略去不计；当R1时，二级修正项约2%，随着R的增大，高次修正项的影响变大，(7)式在R不太大的条件