ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Метод капилляра из "Вязкость предельных углеводородов" Экспериментальному измерению вязкости газов и жидкостей, в частности, вязкости предельных углеводородов, посвящено много работ, проведенных с большой точностью. Наиболее употребительными методами измерения вязкости являются метод капилляра—определение вязкости при протекании исследуемой среды через трубки малого диаметра (капилляры), методы свободно подающего груза и катящегося по наклонной траектории шарика, методы затухания вращательных колебаний диска или шара, подвешенных в исследуемой среде, и метод вращения цилиндров. [c.6] Из этих методов вполне строгое теоретическое обоснование, подтвержденное экспериментально, имеет метод капилляра. [c.6] Ниже описываются теоретические основы методов измерения и конструкции приборов—вискозиметров, примененных для определения вязкости предельных углеводородов в газообразном и жидком состоянии при различных температурах и давлениях. [c.6] Различают, как известно, два вида течения жидкости и газа по трубам ламинарное (струйное) и турбулентное (вихревое). [c.6] Уравнение (И) называется уравнением Гагена-Пуазейля. [c.9] Все капиллярные вискозиметры основаны на применении этого уравнения. Для определения вязкости нужно знать размеры капилляра, падение давления в капилляре и объем газа, протекшего через капилляр в единицу времени. [c.9] Величина с = т /т) называется коэффициентом скольжения. [c.10] Падение давления в капилляре вызывает расширение (изменение удельного объема) протекающего по нему газа, что в свою очередь обусловливает необходимость введения новой поправки в уравнение Гагена-Пуазейля. Для жидкостей этой поправкой можно пренебречь, так как жидкость очень назначительно меняет свой удельный объем с изменением давления. Да и для газов при значительных давлениях, когда падение давления Ар в капилляре составляет очень малую величину от общего среднего давления газа, этой поправкой также можно пренебречь. [c.11] Для газов при давлении выше атмосферного, особенно прн высоких давлениях, а также для жидкостей существенное значение имеет поправка на сообщение газу или жидкости кинетической энергии. Уже Гаген и Пуазейль заметили, что уравнение (11) подтверждается в тех случаях, когда исследуется течение в сравнительно узких и длинных трубках. С уменьшением длины трубки опыт начинает давать заметные отклонения от этого уравнения. [c.11] При истечении газа из резервуара через трубку его потенциальная энергия частично тратится на работу преодоления трения, а остальная часть преобразуется в кинетическую энергию движущихся частиц газа. [c.12] Долгое время оставался невыясненным вопрос, в каких случаях следует учитывать эту поправку и насколько полно она уточняет результаты. Одни считали [12], что введение поправки требуется только при свободном истечении струи сжатого газа лли жидкости в воздух. Если же струя истекает в сжатый газ или жидкость, то в этом случае потерянная кинетическая энергия полностью или в большей своей части компенсируется в виде повышения давления (соответственно уравнению Бернулли). По мнению других авторов, при истечении газа из капилляра в газ приблизительно того же давления также образуется свободная струя, энергия которой расходуется на образование вихрей и преобразуется в теплоту, поэтому поправку необходимо учитывать. [c.13] Эрк (13] произвел тщательное экспериментальное исследование этого вопроса, результаты показали, что поправку следует не только полностью учитывать, но даже несколько завышать. Так, он для числового коэффициента этой поправки принял значение не 2, как следует по теории, а 2,2. [c.13] Наиболее вероятной может быть следующая схема течения газа через капилляр. [c.13] Трением здесь пренебрегаем из-за большого сечения трубки, подводящей газ к капилляру. [c.14] Наконец, при выходе из капилляра в расходящейся газовой струе в широком сечении отводной трубки величина р затрачивается (трение) на образование теплоты, р остается постоянным, jOg падает до величины статического давления р , господствующего на выходе из капилляра. [c.14] В этих уравнениях учтены все основные поправки, сопутствующие методу капилляра (на кинетическую энергию, на скольжение и на расширение протекающего через капилляр газа). Относительная величина каждой из этих поправок в зависимости от условий опыта будет различной, однако отметим, что для низких давлений газа нужно учитывать последние две поправки и пренебречь первой, для высоких давлений, наоборот, существенное значение имеет только поправка на кинетическую энергию. [c.15] Из этих рассуждений видно, что поправки, связанные с условиями течения газа на входе и выходе капилляра, не имеют строгого теоретического обоснования. Однако отметим, что эти поправки при экспериментальном измерении вязкости методом капилляра могут быть определены опытным путем, или сведены к весьма малым значениям. [c.15] Вернуться к основной статье