常见的液体粘滞系数
实验五液体粘滞系数的测定
43实验五 液体粘滞系数的测定【实验目的】学习用比较法测定液体的粘滞系数【实验原理】由实际液体在均匀细管中作层流的理论，可求得在时间t 内，当管长为L 、它的横截面的半径为r 、管两端的压强差为ΔP 时，流出液体的体积V 的公式：t LPr t Q V η8Δπ4== (1) 上式中η 是液体的粘滞系数．由此公式可得液体的粘滞系数为t VLPr 8Δπ4=η (2)用上述公式虽可直接测定η ，但因所测物理量多，测量又困难，误差较大。
为此奥斯华尔德设计出奥氏粘度计，采用比较法进行测量。
本实验所用毛细管粘度计(奥氏粘度计)如图1所示。
它是一个U 形玻璃管，玻璃管的一侧有一段毛细管C ，其上为一小玻璃泡B ，在小玻璃泡B 的上下有指示痕I 1，及I 2。
实验时以一定体积的液体从大管口D 注入A 泡内，再由小管口E 将液体吸入B 泡中，使液面升高到B 泡的指示痕I 1以上。
因两边液面的高度不同，B 泡内液体将经毛细管C 流回A 泡。
当液面由指示痕I 1下降到指示痕I 2时，测得其流动时间t ，即为I 1，与I 2刻痕间液体流经毛细管所需的时间。
如果以同样体积的水和被测液体先后注入粘度计，按上述步骤测出两种液体面从I 1降至I 2所需时间分别为t 1与t 2 。
则：1418Δπt VL P r =η2428Δπt VL Pr =η两式中r ，V ，L 相同，所以112212ΔΔt P t P =ηη (3)液体是受到重力的作用而流动．由于注入粘度计的两种液体的体积相等，因而在流动过程中相对应的液面高度差Δh 是相等的，因此有44121212ΔΔΔΔρρρρ==h g h g P P (4) 将(4)式代入(3)式，得到112212t t ρρηη=即112212t t ρρηη=(5)因此，从后面附表查得作为标准液体蒸馏水的η 1、ρ 1，从实验得到t 1、t 2 、ρ 2，即可求得被测液体粘滞系数η 2 。
液体粘滞系数的测定
实验项目介绍实验资料：实验名称：落球法液体粘滞系数测定指导教师：kunter可预约计划：0 执行教室：1实605实验类型：综合实验仪器：FD-VM-Ⅱ落球法粘滞系数测定仪仪器套数：6准备天数：3实验介绍：用落球法测定液体的粘滞系数一、实验目的和意义液体都具有粘滞性，液体的粘滞系数（又称内摩擦系数或粘度）是液体粘滞性大小的量度，也是粘滞流体的主要动力学参数。
研究和测定流体的粘滞系数，不仅在物性研究方面，而且在医学、化学、机械工业、水利工程、材料科学及国防建设中都有很重要的实际意义。
例如，现代医学发现，许多心血管疾病都与血液粘度的变化有关，血液粘度的增大会使流入人体器官和组织的血流量减少，血液流速减缓，使人体处于供血和供氧不足状态，可能引发多种心脑血管疾病和其他许多身体不适症状，因此，测量血液粘度的大小是检查人体血液健康的重要标志之一。
又如，石油在封闭管道中长距离输送时，其输运特性与粘滞性密切相关，因而在设计管道前，必须测量被输石油的粘度。
液体的粘度受温度的影响较大，通常随着温度的升高而迅速减小。
测定粘滞系数的方法有多种，如转筒法、毛细管法、落球法等。
转筒法，利用外力矩与内摩擦力矩平衡，建立稳定的速度梯度来测定粘度，常用于粘度为0.1～100的流体；毛细管法，通过一定时间内流过毛细管的液体体积来测定粘度，多用于粘度较小的液体如水、乙醇、四氯化碳等；落球法，通过小球在液体中的匀速下落，利用斯托克斯公式测定粘度，常用于粘度较大的透明液体如蓖麻油、变压器油、机油、甘油等。
本实验学习用落球法测定蓖麻油的粘滞系数，如果一小球在粘滞液体中铅直下落，由于附着于球面的液层与周围其他液层之间存在着相对运动，因此小球爱到粘滞阻力，它的大小与小球下落的速度有关。
当小球作匀速运动时，测出小球下落的速度，就可以计算出液体的粘度。
二、参考资料1、黄秉鍊·大学物理实验·长春：吉林科学技术出版社，2003，P65-68；2、沈元华等·基础物理实验·北京：高等教育出版社，2003，P119-122；3、阎旭东等·大学物理实验·北京：科学出版社，2003，P63-65；4、李天应·物理实验·武汉：华中理工大学出版社，1995，P100-102；5、王惠棣等·物理实验·天津：天津大学出版社，1997，P137-144；6、吴锋等·大学物理实验教程·北京：化学工业出版社，2003，P84-86。
液体粘滞系数的测定
液体粘滞系数的测定在稳定流动的液体中，由于各层液体的流速不同，在相邻两层流体之间存在相对运动而产生切向力，流速快的一层给流速慢的一层以拉力，流速慢的一层给流速快的层以阻力，液层间的这一作用称为内摩擦力或粘滞力，流体这一性质称为粘滞性。
液体的粘滞性在液体（例如石油）管道输送以及医药等方面都有重要的应用。
现代医学发现，许多心脑血管疾病与血液粘度有关，血液粘滞会使流人人体器官和组织的血流量减少、血流流速减缓，使人体处于供血和供氧不足的状态中，可能引发多种心脑血管疾病，所以，血粘度大小成了人体血液健康的重要标志之一。
实验证明，粘滞力f 的大小与两液层间的接触而积△s 和该处的速度空间变化率dyd υ（常称为速度的梯度）的乘积成正比，即 s dyd f ∆=υη （5—1） 式（5-1）就是决定流体内摩擦力大小的粘滞定律，式中的比例系数η称为液体的内摩擦系数或粘滞系数。
它决定于液体的性质和温度，在润滑油选择、液压传动以及液体质研究等很多方面是一项主要技术指标，其国际制单位是：“帕斯卡·秒”（Pa·s ）。
[实验目的]（1）用落针法测定液体的粘度。
（2）熟悉各仪器的使用方法。
[实验仪器]本仪器采用落针法测量液体粘度（粘滞系数），既适于牛顿液体，又适于非牛顿液体，还可测量液体的密度。
实验中使中空细长圆柱体（针）在待测液体中垂直下落，通过测量针的收尾速度，确定粘度。
本仪器采用霍尔传感器和多功能毫秒计（单片机计时器）测量落针的速度，并可自动计算后将粘度显示出来。
巧妙的取针装置和投针装置，使测量过程极为简便。
仪器由本体、落针、霍尔传感器、单片机计时器和恒温控制等部分组成。
见下图： 如图5-1，待测液体（例如蓖麻油）装在被玻璃恒温水套包围的玻璃圆筒容器中，圆筒竖直固定在机座上，机座底部有调水平的螺丝，机座上竖立一个铝合金支架。
其上装有霍尔传感器、提针装置（未画出）。
装在液体容器顶部的盖子上有投针装置发射器，它包括喇叭形的导杯和带永久磁钢的拉杆。
粘滞系数
实验目的1．了解用斯托克斯公式测定液体粘滞系数的原理，掌握其适用条件。
2．学习用落球法测定液体的粘滞系数。
3. 学习用半导体激光传感器测量小球在液体中下落的时间 实验原理当物体球在液体中运动时，物体将会受到液体施加的与运动方向相反的摩擦阻力的作用，这种阻力称为粘滞阻力，简称粘滞力。
粘滞阻力并不是物体与液体间的摩擦力，而是由附着在物体表面并随物体一起运动的液体层与附近液层间的摩擦而产生的。
粘滞力的大小与液体的性质、物体的形状和运动速度等因素有关。
根据斯托克斯定律，光滑的小球在无限广延的液体中运动时，当液体的粘滞性较大，小球的半径很小，且在运动中不产生旋涡，那么小球所受到的粘滞阻力f 为vd f πη3-= （1）式中d 是小球的直径，v 是小球的速度，η为液体粘滞系数。
η就是液体粘滞性的度量，与温度有密切的关系，对液体来说，η随温度的升高而减少（见附表）。
本实验应用落球法来测量液体的粘滞系数。
小球在液体中作自由下落时，受到三个力的作用，三个力都在竖直方向，它们是重力ρgV 、浮力ρ0gV 、粘滞阻力f 。
开始下落时小球运动的速度较小，相应的阻力也小，重力大于粘滞阻力和浮力，所以小球作加速运动。
由于粘滞阻力随小球的运动速度增加而逐渐增加，加速度也越来越小，当小球所受合外力为零时，趋于匀速运动，此时的速度称为收尾速度，记为v 0。
经计算可得液体的粘滞系数为030=--vd Vg Vg πηρρ (2)小球的体积 36334d r Vππ== (3) 把（3）式代入（2）得2018)(v gd ρρη-= （4）由于（2）式只适用于无限广的液体中，实验时待测液体往往放在半径为R （R>>r ）的有限大小的圆柱形玻璃管中，故考虑器壁对小球运动的影响（2）式修正为)1(18)(020DdK v gd +-=ρρη （5）式中D 为圆筒的直径，d 为小球的直径。
ρ0是液体的密度，ρ是小球的密度，g 是当地的重力加速度。
实验四 液体粘滞系数的测定 - 南京农业大学物理实验教学中心剖析
实验四液体粘滞系数的测定一、实验目的：1．用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘滞系数；2．了解PID温度控制的原理；3．练习用秒表测量时间，用螺旋测微器测量直径。
二、实验器材：变温粘度测量仪，ZKY-PID温控实验仪，秒表，螺旋测微器，游标卡尺、钢球若干。
三、实验原理：当固体在液体内部运动或液体内各部分之间有相对运动时，接触面之间存在内摩擦力，阻碍固体与液体或液体之间的相对运动，这种性质称为液体的粘滞性，液体的内摩擦力称为粘滞力。
粘滞力的大小与接触面面积以及接触面处的速度梯度成正比，比例系数η称为粘滞系数（或粘度）。
对液体粘滞性的研究在流体力学、化学化工、医疗、水利等领域都有广泛的应用，例如在用管道输送液体时要根据输送液体的流量、压力差、输送距离及液体粘滞系数，设计输送管道的口径。
测量液体粘滞系数可用落球法、毛细管法、转筒法等方法，其中落球法适用于测量粘滞系数较高的液体，本实验采用落球法测量液体的粘滞系数。
粘滞系数的大小取决于液体的性质与温度，温度升高，粘滞系数将迅速减小。
例如对于蓖麻油，在室温附近温度每改变1˚C，粘滞系数值改变约10%。
因此，测定液体在不同温度的粘滞系数有很大的实际意义，欲准确测量液体的粘滞系数，必须精确控制液体温度。
1．落球法测定液体的粘滞系数一个在静止液体中下落的小球受到重力、浮力和粘滞阻力3个力的作用，如果小球的速度v很小，且液体可以看成在各方向上都是无限广阔的，则从流体力学的基本方程可以导出表示粘滞阻力的斯托克斯公式：（1）（1）式中d为小球直径。
由于粘滞阻力与小球速度v成正比，小球在下落很短一段距离后（参见附录的推导），所受3力达到平衡，小球将以v0匀速下落，此时有：（2）（2）式中ρ为小球密度，ρ0为液体密度。
由（2）式可解出粘滞系数η的表达式：（3）本实验中，小球在直径为D的玻璃管中下落，液体在各方向无限广阔的条件不满足，此时粘滞阻力的表达式可加修正系数(1+2.4d/D)，而（3）式可修正为：（4）已知或测量得到ρ、ρ0、D、d、v等参数后，由（4）式计算粘滞系数η。
液体粘滞系数公式
液体粘滞系数公式全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：液体粘滞系数公式是描述液体流动性质的重要参数之一。
在液体的流动过程中，液体分子之间的相互作用力会决定其粘度大小，即液体的“黏稠程度”。
粘滞系数公式可以用来描述液体在不同条件下的流动特性，这对于工程领域中液体流动的研究和应用具有重要意义。
液体粘滞系数公式的描述一般采用牛顿流体力学模型，即粘度和应力成正比的关系：粘度=应力/速度梯度。
这一关系得到了众多实验数据的支持，是描述各类液体的粘滞行为的基础。
液体的粘滞系数不仅与液体本身的性质有关，还与温度、压力、流动速度等因素密切相关。
粘滞系数公式因此包含了多种影响因素，是一个复杂的函数关系。
在工程实践中，液体粘滞系数公式的准确性和适用性对于设计和优化液体流动系统至关重要。
科学家和工程师们通过对不同液体的粘滞系数进行实验研究和数学建模，开发出了一系列适用于不同场合的粘滞系数公式。
下面我们简要介绍一些常见的液体粘滞系数公式。
1. 琼斯-华立公式琼斯-华立公式是描述流体的粘滞系数与温度变化关系的经典公式，它可以用来计算非牛顿流体的粘滞系数。
公式表达式如下：η=η0exp(A(1-T/Tc)n)η为流体的粘滞系数，η0为参考粘度，A为常数，T表示温度，Tc 是临界温度，n是指数。
这个公式适用于液体在不同温度下的粘滞系数变化规律，是工程设计中常用的模型之一。
2. 卡西格尔公式卡西格尔公式是描述气体和液体的粘滞系数的经典公式，表达了粘滞系数与液体密度、温度、分子大小及形状等因素之间的复杂关系。
具体表达式如下：η=η0(T/T0)^(3/2)(1+T0/T)/√(M)η为流体的粘滞系数，η0为参考粘度，T表示温度，T0表示参考温度，M表示分子量。
卡西格尔公式综合考虑了多种因素对流体粘滞系数的影响，适用范围广泛，被广泛应用于工程实践中。
3. 硬球流体公式硬球流体公式是描述固体颗粒悬浮在流体中时的粘滞系数情况的公式。
在硬球流体中，固体颗粒和流体之间存在接触力，这会影响整个系统的粘滞性质。
粘滞系数
粘滞系数的测量一、引言粘滞系数是描述流体性质的一个重要的物理量，用于表征流体“粘稠的程度”，由此可以计算层流运动中流体内各处的阻力.。
粘滞系数度还可以用于研究雷诺数，从而用于分析流体运动的混乱程度.。
总之，在研究流体的运动中，粘滞系数是不可回避的物理量。
本实验分别通过落球法、毛细管法测量了粘滞系数较大的蓖麻油和粘滞系数较小的无水乙醇的粘滞系数. 其中，通过比较法得到无水乙醇的粘滞系数.二、实验原理1、粘滞系数流体力学中，描述层流中流体黏滞力的方程为：式中为流层见粘滞阻力，为粘滞系数，为流层面积，为流体沿垂直流动方向速度变化率。
如果液体的运动为湍流，则引入雷诺数表征流体运动，其大小与粘滞系数有关：为流体密度，为流体线度，为流体速度；一般情况下，若计算出雷诺数大于4000，则会产生湍流，若雷诺数小于2000，则肯定为层流，若介于两者之前，则流体流动状态不定。
2、落球法不锈钢小球在液体中沿竖直方向下落，若竖直方向上受到重力、浮力、黏滞力.黏滞力与速度有关，随着小球下落速度增大，黏滞力会逐渐增大，最终达到三力平衡，小球匀速下落：所以平衡时有：式中 ， 分别为小球，液体密度， 为小球直径， 为匀速运动路程， 为匀速运动 。
但实验中采用大试管盛装液体，不满足无限深的条件. 当小球沿中心线下落时可 以用以下公式修正：（ ）其中 为大试管内径， 为液体柱高度。
3、毛细管法实际液体在水平细圆管中流动时，因黏性而呈分层流动态，各流层均为同轴圆管。
若细圆管半径为 ，长度为 ，细管两端的压强差为 ，液体粘滞系数为 ，则细圆管的流量L P r Q ηπ84∆=上式即泊肃叶定律。
而，其中 为流过液体体积。
而本实验采用奥氏粘滞系数计（如下图）：这此时要考虑重力作用，则有（ ），由伯努利公式容易得到：)()(21L H g h h g P P P B A -=+=-=∆ρρ则：，其中 仅是 的函数；所以：在实际测量时，毛细管半径 、毛细管长度 和A 、C 二刻线所划定的体积V 都很难准确地测出，液面高度差 又随液体流动时间而改变，并非固定值，因此我们采用比较法测量：如果对密度分别为ρ 1和ρ 2的两种液体取相同的体积分别测出两种液体的液面从C 降到A 所需的时间t 1和t 2则有：112212t t ρρηη=式中η 1和η 2分别为两种不同液体的粘滞系数，若已知ρ 1、ρ2和η 1，只要测出t 1和t 2就可求出第二种液体的粘滞系数。
粘滞系数 -回复
粘滞系数 -回复粘滞系数是指在液体流动时，单位时间内液体内部分子间相互粘滞力的大小。
在科学研究和工业生产中，粘滞系数是液体物理性质的重要参数之一，尤其是在流体力学、化学工程、生物科学等领域中有着广泛的应用。
由于液体分子内部相互作用力的不同，不同液体的粘滞系数范围有所差异。
水的粘滞系数约为0.001 Pa•s，而甘油的粘滞系数则约为1.5 Pa•s。
在工业生产中，合理地选择液体的粘滞系数可以提高生产效率和质量，避免因粘度过高或过低而导致的工艺问题。
液体的粘滞系数通常通过沿不同方向施加切应力来测量。
当我们在液体中施加一个平行于液体平面的切应力时，液体分子会发生形变，形成横向位移。
粘滞系数即为单位宽度上的剪应力与剪变速率之比。
表达式为：η=τ/（du/dy）η为粘滞系数，τ为剪应力，du/dy为剪变速率。
在这个表达式中，剪应力与剪变速率成正比，即剪应力越大，粘滞系数越大。
剪变速率是液体形变速度的一个衡量，剪变速率越大，粘滞系数越小。
粘滞系数是一个和温度、压力、液体性质等因素有关的物理量。
粘滞系数的测量可以采用多种方法，常见的有旋转圆盘法、旋转圆缸法、悬线法、带负载弹性板法等。
旋转圆盘法和旋转圆缸法是测量粘度最常用的方法之一。
这两种方法都是通过液体与旋转盘或旋转圆柱的摩擦力来测量液体的粘滞系数，但两种方法的测量原理不同，适用于不同的液体类型。
在实际应用中，液体的粘滞系数对于流动稳定性、摩擦等现象有着重要的影响。
在工业生产中，当液体的粘滞系数增大时，液体的摩擦力也随之增大，这可能导致一些不稳定的现象发生，如流量减小、流速降低、甚至出现管道堵塞等。
了解液体粘滞系数的变化规律，具有十分重要的实际意义。
液体的粘滞系数不仅与液体的性质有关，还受到温度、压力等外部因素的影响。
对于大多数液体而言，随着温度升高，粘滞系数会降低。
这是因为在高温下，液体分子间距离增大，分子的运动变得更加自由，因此液体的流动性能会提高。
同样地，在高温下粘滞系数降低，液体在流动时热量的带走也增多，这会对液体产生一定的冷却作用，从而降低了液体的温度。