CN207336301U - 液体粘滞系数测量装置 - Google Patents
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Abstract
一种液体粘滞系数测量装置，包括外圆筒，外圆筒内安装有带转轴的中空内圆柱体，转轴下端安装在轴承上，转轴上端伸出外圆筒与转轮连接，外圆筒外放置有气垫导轨，转轮与气垫导轨上的滑块通过牵引绳连接，牵引绳绕过定滑轮与砝码连接；滑块上安装有遮光条；气垫导轨上设有两个光电门并与电脑计数器电连接。转轮与滑块及定滑轮通过牵引绳连接且各连接段处于同一水平线。本实用新型提供的液体粘滞系数测量装置，可以解决传统转筒法中测量速度误差较大的弊端，操作方便，测量准度高。
Description
技术领域
本实用新型涉及液体粘滞系数测试试验领域，尤其是一种液体粘滞系数测量装置。
背景技术
液体的粘滞系数又称为内摩擦系数或粘度，它表征液体反抗形变的能力，是描述液体内摩擦力性质的一个重要物理量。
目前，国内外学者进行了许多对液体粘滞系数测试方法的研究。主要有落球法、扭摆法、转筒法和毛细管法。落球法即让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，因此小球收到粘滞阻力，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，就可以计算出液体粘滞系数。落球法的原理简单，成本低廉，操作简便，但是难以保证小球在无限宽广的均匀液体中下落这一条件。转筒法是指在两筒轴圆筒间充以带测液体，外筒作匀速转动，测内筒收到的粘滞力矩，然而匀速段不易确定，往往造成较大测量误差。毛细管法是让液体从毛细管中流过，通过测液体的流量，根据泊肃叶公式求出液体的粘滞系数，但是其操作复杂，且只适合于测量粘滞力较小液体。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种液体粘滞系数测量装置，可以解决传统转筒法中测量速度误差较大的弊端，操作方便，测量准度高。
为解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种液体粘滞系数测量装置，包括外圆筒，外圆筒内安装有带转轴的中空内圆柱体，转轴下端安装在轴承上，转轴上端伸出外圆筒与转轮连接，外圆筒外放置有气垫导轨，转轮与气垫导轨上的滑块通过牵引绳连接，牵引绳绕过定滑轮与砝码连接；滑块上安装有遮光条；气垫导轨上设有两个光电门并与电脑计数器电连接。
转轮与滑块及定滑轮通过牵引绳连接且各连接段处于同一水平线。
气垫导轨上设置有与两个光电门相配合的标尺。
转轴下端与轴承配合的安装端为尖头端。
本实用新型提供的液体粘滞系数测量装置，可以准确测量滑块运动速度，进而测算出液体的粘滞系数；能较快的确定砝码运动状态，并能在所取匀速段准确测定匀速运动时间；采用电脑计数器比秒表计时更精确，并能减少人为因素所产生的误差；标尺固定，指针读取，比用米尺进行测量更准确，误差更小；气垫导轨、滑块固定连线，整个实验在一条直线上进行，减少了砝码下落摆动现象引起计时不准的问题；操作方便，测量准度高，改善了传统转筒法不易确定匀速段的弊端。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明：
图1为本实用新型的结构示意图；
具体实施方式
如图1所示，一种液体粘滞系数测量装置，包括外圆筒1，外圆筒1内安装有带转轴13的中空内圆柱体2，转轴13下端安装在轴承12上，转轴13上端伸出外圆筒1与转轮3连接，外圆筒1外放置有气垫导轨7，转轮3与气垫导轨7上的滑块8通过牵引绳5连接，牵引绳5绕过定滑轮6与砝码4连接；滑块8上安装有遮光条11；气垫导轨7上设有两个光电门9并与电脑计数器10电连接。
转轮3与滑块8及定滑轮6通过牵引绳5连接且各连接段处于同一水平线。
气垫导轨7上设置有与两个光电门9相配合的标尺。
转轴13下端与轴承12配合的安装端为尖头端。
两个光电门9在气垫导轨7上的安装位置固定。
电脑计数器10为通用电脑计数器，型号为MUJ-6B。
外圆筒1与内圆柱体2之间装满待测粘性液体。
本实用新型的工作过程如下：
步骤一：安放：将中空内圆柱体2放入外圆筒1并将尖端嵌入轴承12中，调整气垫导轨7至水平状态，将定滑轮6安装于气垫导轨7一端并保证定滑轮6和转轮3、滑块8连线在同一水平线上，牵引绳5与转轮3相切，滑块8上固定有遮光条11；
步骤二：放开滑块8，砝码4开始下落，带动滑块8移动，当滑块8通过两个光电门9时，电脑计数器10分别记下滑块8通过两个光电门9的遮光时间，若两时间相等，说明滑块8通过两光电门9的速度相等，滑块8在两光电门9之间的运动是匀速的，即砝码4是匀速下落的，否则需调节两光电门9的位置，再按上述方法进行测量直至滑块8通过两光电门9的遮光时间相等为止。
步骤三：待滑块8运动达到匀速后，根据气垫导轨7上的标尺读出两光电门9间的距离，由电脑计数器10测出滑块通过两个光电门9之间的时间间隔。
本实用新型的原理是当砝码下落时，力矩作用在绕线转轮上，迫使中空圆柱体2转动，此时中空圆柱体2对附着其表面的粘滞液体施加一拉力。由于粘滞液体内部不同层间存在内摩擦力，故圆柱体与外圆筒1之间的粘滞液体会随同中空圆柱体2分层转动，同时液体施于圆柱体一摩擦力矩，该力矩随着圆柱体速度的增大而增加。当砝码重力所产生的动力矩等于液体的摩擦力矩时，砝码就匀速下降，即圆柱体等角速度转动。其液体的粘滞系数可表示为：
式中mg为悬挂钩码的重力；R为绕线转轮半径；R1为外圆筒内半径；R2为圆柱体半径；n为圆柱体的转速；L为圆柱体高度。R、R1、R2和L可用游标卡尺分别测量，转速n可由滑块速度以及转轮半径求得。
Claims (4)
1.一种液体粘滞系数测量装置，包括外圆筒（1），其特征在于：外圆筒（1）内安装有带转轴（13）的中空内圆柱体（2），转轴（13）下端安装在轴承（12）上，转轴（13）上端伸出外圆筒（1）与转轮（3）连接，外圆筒（1）外放置有气垫导轨（7），转轮（3）与气垫导轨（7）上的滑块（8）通过牵引绳（5）连接，牵引绳（5）绕过定滑轮（6）与砝码（4）连接；滑块（8）上安装有遮光条（11）；气垫导轨（7）上设有两个光电门（9）并与电脑计数器（10）电连接。
2.根据权利要求1所述的液体粘滞系数测量装置，其特征在于：转轮（3）与滑块（8）及定滑轮（6）通过牵引绳（5）连接且各连接段处于同一水平线。
3.根据权利要求1所述的液体粘滞系数测量装置，其特征在于：气垫导轨（7）上设置有与两个光电门（9）相配合的标尺。
4.根据权利要求1所述的液体粘滞系数测量装置，其特征在于：转轴（13）下端与轴承（12）配合的安装端为尖头端。
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| CN108573639A (zh) * | 2018-06-06 | 2018-09-25 | 河南师范大学 | 一种可以测量任意形状物体惯性质量的装置 |
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