Порядок выполнения работы с вискозиметром Энглера

 

Метод основан на определении отношения времени истечения испытуемого продукта при заданной температуре ко времени истечения того же объема воды при 20°С.

Перед началом работы прибор устанавливают с помощью регулирующих винтов так, чтобы три указателя уровня 6 (рисунок 2) находились в горизонтальной плоскости. Перед каждым определением прибор и его отверстие для стока следует тщательно промыть спиртом, бензином и высушить продуванием воздуха.

С помощью вискозиметра Энглера устанавливают время истечения дистиллированной воды. Для этого в тщательно промытый и высушенный сосуд 3 для испытуемой жидкости, при закрытом сточном отверстии 8, немного выше указателей уровня 6, наливают дистиллированную воду с температурой 20 °С. Нагревая термостатирующую баню 7, во внутреннем сосуде 3 в течение 10 мин поддерживают температуру 20 °С. Затем слегка поднимают стер­жень 2 и выпускают немного воды. Таким образом, все сточное отверстие за­полняется водой. Излишки воды отсасывают из сосуда пипеткой, чтобы уровень ее находился на высоте указателя уровня 6.

Под сточное отверстие прибора ставят измерительную колбу 9. Устано­вив прибор, закрывают его крышкой 4, придерживая при этом рукой стержень 2, закрывают сточное отверстие 8.

Убедившись, что температура воды равна 20°С, быстро, не трогая прибора, поднимают рукой запирающий стержень 2 и по секундомеру точно отмечают время заполнения колбы 9 до черты, указывающей объем 200 см³. Это время (t₁) должно быть равно не менее 50 и не более 52 с, что соответствует величине кинематической вязкости ν = 10^-4 м²/с. Среднее для данного прибора время, прини­маемое за единицу, определяют, исходя из трех последовательных измерений, разница между которыми должна быть не более 0, 5 с. Такую проверку делают перед каждым новым опытом.

В сосуд 3 немного выше указателя уровня наливают испытуемый образец, подогретый на 2-3 °С выше температуры опыта.

В термостатирующую баню 7 наливают воду на 0, 2-0, 3°С выше темпера­туры опыта и поддерживают ее, перемешивая содержимое мешалкой 5.

Подняв немного стержень 2, дают стечь излишкам образца настолько, что­бы его уровень совпадал с верхними точками указателя уровня 6, и сточная труба 8 была полностью заполнена. После этого прибор закрывают крышкой 4 и под сточное отверстие 8 ставят измерительную колбу 9.

Температуру испытуемого образца проверяют при перемешивании. Для этого вращают вокруг стержня 2 крышку прибора 4 с термометром 7. Когда будет дос­тигнута требуемая температура, выдерживают еще 5 мин, а затем быстро поднимают стержень 2, закрывающий сточное отверстие 8, одновременно включив секундомер. Последний останавливают в тот момент, когда в измерительной колбе 9 уровень жидкости достигнет отметки 200 см³ (пена в расчет не принимается). Отметка 100 см³ на измерительной колбе служит ориентировочно для контроля, времени истечения.

Вязкость в градусах Энглера вычисляют по формуле:

 

⁰Е₂₀ = t₂ / t₁, (7)

 

где t₂ - время истечения образца, с; t₁ - время истечения воды, с.

 

Для перевода градусов Энглера в Па·с, пользуются эмпирической формулой:

 

η ²⁰ = ( 7, 24 ⁰Е - 6, 25 / ⁰Е ) ρ / 10⁶, (8)

 

где η ²⁰ – динамическая вязкость, Па·с; °Е - вязкость в градусах энглера; ρ - плотность жидкости при температуре опыта, кг/м³.

Полученные экспериментальные данные оформляют в виде таблиц рекомендуемой формы:

Таблица 3 Экспериментальные данные

Наименование и характеристика образца	№ опыта	Время истечения образца, с	Среднеарифметическое значение истечения образца, с	Время истечения воды, с	Среднеарифметическое значение истечения воды, с

 

Расчетные данные сводят в таблицу:

Таблица 4 Расчетные данные

Наименование и характеристика образца	Условия эксперимента	Вязкость
0Е	Па·с

Вопросы для самоконтроля знаний

1. В чем заключается закон вязкого течения Ньютона?

2. Какие допущения и ограничения имеет теория капиллярных вискозиметров?

3. Какой режим движения жидкости должен быть в капиллярном вискозиметре?

4. Какие виды материалов исследуются данным методом?

5. На каком принципе основано определение вязкости по Энглеру?

6. На каком принципе основано определение вязкости по Оствальду?

Лабораторная работа №2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ

СЫПУЧИХ МАСС

 

Цель работы:

Освоить методики определения насыпной плотности и удельного объема, угла естественного откоса и угла трения сыпучей массы.

 

Общие положения

 

Партия зерна как объект хранения представляет собой зерновую массу, состоящую из нескольких компонентов. Каждый из этих компонентов в силу своей специфики ока­зывает определенное влияние не только на качество партии зерна, но и на стойкость его в период транспортировки, хра­нения, на процессы, протекающие в зерновой массе.

Сыпучесть зерновой массы широко используется в тех­нологических схемах перемещения в хранилищах, при транс­портировке и статических расчетах различного типа храни­лищ. Сыпучесть характеризуют коэффициентами внутреннего и внешнего трения. Для получения этих характеристик определяют угол естественного откоса и угол трения зерно­вой массы. Угол естественного откоса, или угол ската, — это угол между диаметром основания и образующей конуса, который формируется при свободном падении зерновой массы на горизонтальную плоскость. Угол трения зерновой мас­сы — это наименьший угол, при котором зерновая масса начинает скользить по какой-либо поверхности.

 

Приборы и материалы: Установка для определения угла естественного откоса (рис 3); горка Ревякина, транспортир, линейка, сушильный шкаф СЭШ–3М, весы лабораторные 4 класса точности, бюксы алюминиевые, цилиндр, шпатели, совочки, образцы зерна различных культур и с различной влажностью.

 

Порядок выполнения работы

 

1 Определение угла естественного откоса зерна

Угол естественного откоса зерновой массы определяют при помощи прибора, состоящего из воронки емкостью около 2-3 л с закрывающейся задвижкой выпускного отверстия.

В воронку, укрепленную на определенной высоте, засыпают образец зерна (2 кг). Затем приоткрывают задвижку, и зер­но, высыпаясь на горизонтальную поверхность, образует конус. При помощи транспортира с линейкой измеряют угол φ.

 

Рисунок 3 Прибор для определения угла естественного откоса зерно­вой массы: 1 – воронка; 2 – штатив; 3 – транспортир.

 

2 Определение угла трения зерновой массы

Угол трения зерновой массы определяют с помощью горки Ревякина. Конструктивно этот прибор представляет собой раму-подставку с винтовым устройством, благодаря которому площадка может перемещаться с наклоном от 0 до 90°. На площадку укладывают различные материалы (же­лезный лист, транспортерную ленту и т. п.), на них поме­щают навески зерновой массы. С помощью винта изменяют угол наклона площадки и фиксируют на циферблате угол, при котором начинается скольжение зерновой массы, и угол, при котором зерновая масса скатывается полностью.

Установив величины угла естественного откоса и угла трения, определяют коэффициенты трения зерна по зерну (внутреннее трение) и зерновой массы по различным поверх­ностям при скатывании. Первый показатель обычно исполь­зуют в статических расчетах при проектировании хранилищ, а второй — при расчетах свободного скатывания зерновой массы (зерноочистительные машины, перепуски в элевато­рах и т. д.).

Коэффициент трения определяют путем вычисления тан­генса угла естественного откоса или угла трения.

Результаты определений занести в таблицу 5.

 

Таблица 5 Угол естественного откоса и угол трения зерновых масс

Куль-тура	Влажность, %	Угол естественного откоса, гр	Угол трения, гр	Коэффициент трения
внутреннее трение	трение зерновой массы

 

Вопросы для самоконтроля знаний

1. Что собой представляет угол естественного откоса и угол трения зерновой массы?

2. Какие методы можно использовать для определения угла естественного откоса?

3. Как взаимосвязаны между собой сыпучесть зерновых масс, угол естественного откоса и угол трения?

4. Какие факторы влияют на сыпучесть зерновых масс?

5. Как влияет влажность на сыпучесть зерновых масс и почему?

Лабораторная работа №3

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться: