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一种液体粘滞系数测定方法

阅读：127发布：2020-05-13

专利汇可以提供一种液体粘滞系数测定方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种液体粘滞系数测定方法，选取整体的密度小于被测液体密度的空心球；在空心球内填充填充物，使填充后的空心球密度略大于被测液体密度来保证填充后的空心球在被测液体中的下降速度小于2×10-4M/S；将填充后的空心球放入盛有被测液体的容器中，测量充后的空心球匀速下降时的速度v；由斯托克斯定律得到被测液体的粘滞系数η：本发明实施例提供的一种液体粘滞系数测定方法，其小球下落速度很小，可精确测量液体的粘滞系数。，下面是一种液体粘滞系数测定方法专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种液体粘滞系数测定方法，其特征在于，包括：
选取整体的密度小于被测液体密度的空心球；
在空心球内填充填充物，使填充后的空心球密度略大于被测液体密度来保证填充后的-4
空心球在被测液体中的下降速度小于2×10 M/S；
将填充后的空心球放入盛有被测液体的容器中，测量填充后的空心球匀速下降时的速度v；
由下式得到被测液体的粘滞系数η：
式中：
ρ是填充后的空心球的密度；
ρ0是被测液体的密度；
v是填充后的空心球匀速下降的速度；
r是空心球的半径；
g为重力加速度。
2.根据权利要求1所述的液体粘滞系数测定方法，其特征在于，所述的整体的密度小于被测液体密度的空心球包括塑料空心球。
3.根据权利要求2所述的液体粘滞系数测定方法，其特征在于，所述的塑料空心球为乒乓球。
4.根据权利要求1所述的液体粘滞系数测定方法，其特征在于，所述的空心球内填充的填充物包括被测液体。
5.根据权利要求1所述的液体粘滞系数测定方法，其特征在于，所述的使填充后的空心球密度略大于被测液体密度来保证填充后的空心球在被测液体中的下降速度小于
2×10-5M/S。
6.根据权利要求5所述的液体粘滞系数测定方法，其特征在于，所述的使填充后的空心球密度略大于被测液体密度来保证填充后的空心球在被测液体中的下降速度为1.2～
15×10-5M/S。

说明书全文

一种液体粘滞系数测定方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种物理实验装置，尤其涉及一种液体粘滞系数测定方法。

背景技术

[0002] 液体粘滞系数是液体的一个重要特性参数。对液体粘滞系数进行测定，在工农业生产、科学实验中具有广泛的应用。

[0003] 现有的实验方法一般采用金属小球或其它材料小球，其密度通常比被测液体密度大得多，小球在粘滞液体中缓慢下落，受到三个力的作用：重力G、浮力F和液体的粘滞阻力F1。

[0004] 如果小球在液体中下落的速度很小，而且液体在各个方向上都是无限宽广的，由斯托克斯定律可得到：液体的粘滞阻力F1

[0005] F1＝6πηvr (1)

[0006] 式中：

[0007] η为液体的粘滞系数；

[0008] v是小球下落的速度；

[0009] r是小球的半径。

[0010] 小球在液体中下落时，重力G向下，浮力F和液体的粘滞阻力F1向上，液体的粘滞阻力随小球速度的增加而增加，小球从静止开始做加速运动，当小球下落速度达到一定大小时，这三个力之和等于零，于是小球就以匀速下落，则有

[0011]

[0012] 可以得到液体的粘滞系数：

[0013]

[0014] 式中：

[0015] ρ是小球的密度；

[0016] ρ0是被测液体的密度；

[0017] v是小球下落的速度；

[0018] r是小球的半径；

[0019] g为重力加速度。

[0020] 由上式可知，测量出小球下落的速度v，就可求出被测液体的粘滞系数η；测量小球下落的速度v的误差对于被测液体的粘滞系数η影响最大，而由于一般实际液体不会满足无限宽广，故要求小球半径尽量小，而由于小球密度较被测液体密度大得多，且无法调-2节，所以小球下落速度一般较快，可达2～3×10 M/S，造成所测液体的粘滞系数η误差很大。

发明内容

[0021] 本发明的目的是提供一种液体粘滞系数测定方法，其小球下落速度很小，可精确测量液体的粘滞系数。

[0022] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

[0023] 一种液体粘滞系数测定方法，包括：

[0024] 选取整体的密度小于被测液体密度的空心球；

[0025] 在空心球内填充填充物，使填充后的空心球密度略大于被测液体密度来保证填充-4后的空心球在被测液体中的下降速度小于2×10 M/S；

[0026] 将填充后的空心球放入盛有被测液体的容器中，测量填充后的空心球匀速下降时的速度v；

[0027] 由下式得到被测液体的粘滞系数η：

[0028]

[0029] 式中：

[0030] ρ是填充后的空心球的密度；

[0031] ρ0是被测液体的密度；

[0032] v是填充后的空心球匀速下降的速度；

[0033] r是空心球的半径；

[0034] g为重力加速度。

[0035] 所述的整体的密度小于被测液体密度的空心球包括塑料空心球。

[0036] 所述的塑料空心球为乒乓球。

[0037] 所述的空心球内填充的填充物包括被测液体。

[0038] 所述的使填充后的空心球密度略大于被测液体密度来保证填充后的空心球在被-5测液体中的下降速度小于2×10 M/S。

[0039] 所述的使填充后的空心球密度略大于被测液体密度来保证填充后的空心球在被-5测液体中的下降速度为1.2～1.5×10 M/S。

[0040] 由上述本发明提供的技术方案可以看出，本发明实施例提供的一种液体粘滞系数测定方法，其小球下落速度很小，可精确测量液体的粘滞系数。附图说明

[0041] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。

[0042] 图1为本发明实施例提供的液体粘滞系数测定方法的结构示意图。

具体实施方式

[0043] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

[0044] 下面将结合附图对本发明实施例作进一步地详细描述。

[0045] 一种液体粘滞系数测定方法，包括：

[0046] 选取整体的密度小于被测液体密度的空心球；这是为了下一步填充填充物使其密度接近被测液体密度；通常会选用塑料空心球，最佳是选用乒乓球。乒乓球的外壳材料可能密度大，但其整体的密度很小了，非常适合本方法。

[0047] 在空心球内填充填充物，所述的空心球内填充填充物优选为被测液体。不仅取材料方便，则更容易操作。如选取一个乒乓球，可用注射器(细针头)扎孔，向里面注满被测液体。因为一般乒乓球壳的密度略大于变压器油，所以注满后用手捏一下球挤出2～3滴被测液体，则大致填充后的空心球密度略大于被测液体密度。将填充后的空心球放入被测液体中，再根据填充后的空心球的浮沉情况适当调整球体中被测液体的量，反复调整，如填充后的空心球下沉可再挤出一点被测液体来，如填充后的空心球上浮，可在液体中直接按压乒乓球吸入一点被测液体进入填充后的空心球。直到填充后的空心球下落速度极其缓慢，近似于能在变压器油中任意位置处停留为止。

[0048] 乒乓球的针孔处一般不会泄露或流入被测液体，如针孔略大，可以擦一点凡士林油。

[0049] 使填充后的空心球密度略大于被测液体密度是来保证填充后的空心球在被测液-4体中的下降速度小于2×10 M/S；实际操作中只要填充后的空心球的下降速度满足测量需要即可，无需准确量化，技术人员容易实现。

[0050] 为了保证精确测量，所述的使填充后的空心球密度略大于被测液体密度来保证填-5充后的空心球在被测液体中的下降速度小于2×10 M/S，可取填充后的空心球在被测液体-5
中的下降速度为1.2～1.5×10 M/S。

[0051] 如图1所示，将填充后的空心球放入盛有被测液体的容器中，测量充后的空心球匀速下降时的速度v；

[0052] 由下式得到被测液体的粘滞系数η：

[0053]

[0054] 式中：

[0055] ρ是填充后的空心球的密度，可通过测量填充后的空心球的质量M与半径r，计算得到填充后的空心球的密度ρ；

[0056] ρ＝3M/4πr3

[0057] ρ0是被测液体的密度；

[0058] v是填充后的空心球匀速下降的速度；

[0059] r是空心球的半径，可事先测量；

[0060] g为重力加速度。

[0061] 具体方式是等填充后的空心球下降一段时间后，测量填充后的空心球从A点到B点的下降时间，通过A到B的距离与此时间换算出空心球匀速下降时的速度v。

[0062] 因为液体放在容器内不是无限宽广，器壁的影响可用修正公式修正。

[0063] 在没有扰动、待测液体温度恒定的情况下，填充后的空心球缓慢下落时间可达3～4小时以上，虽然填充后的空心球直径增大(比一般测量用小球增大许多倍)，但由于小球下落速度减小上千倍，测量精度显著增加。

[0064] 以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书的保护范围为准。

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