7 / 12
И.Н. Шиганов, Д.М. Мельников, М.А. Якимова
92
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. Машиностроение. 2017. № 1
принимаемой мощности считается временем одного скачка. Тогда
1
/ ,
Q V t
где
V
1
— объем
1
(cм. рис. 2) и
t
— время скачка. Окончательно имеем
4
1
.
8
R wt
V L
(3)
Таким образом, по формуле (3) можно определить кинематическую
вязкость жидкости, используя значения
w
, экспериментально измеряемые для
эталонных сред, которыми в настоящей работе являлись вода и глицерин.
Обсуждение экспериментов.
Предлагаемый в работе метод определения
вязкости основан на измерении скорости течения жидких образцов в процессе
изменения их температуры. Скорость течения измеряли путем непрерывной
регистрации мощности лазерного излучения, попадающего на фотоприемник
после отражения от поверхности жидких образцов. Использовались следующие
жидкие среды: вода, глицерин, гидравлическое масло.
Участок зависимости мощности отраженного лазерного излучения от тем-
пературы образца, полученной для воды, показан на рис. 3.
Рис. 3.
Зависимость мощности регистрируемого отраженного лазерного излучения
от температуры образца
Колебания сигнала на рис. 3 соответствуют покачиваниям термостатиче-
ского блока. Амплитуда скачков в процессе исследования практически не изме-
нялась в рамках погрешности метода. Связано это с тем, что вязкость воды до-
статочно мала, и за время покачивания она успевала полностью перетечь в
крайнее положение. Далее рассчитывалось время одного скачка. Как описыва-
лось ранее, для этого учитывается только время перехода сигнала от начального
до минимального положения. Зависимость продолжительности скачков от тем-
пературы для воды и глицерина показана на рис. 4.
Полученная зависимость позволяет по формуле (2) определить значения
w
для каждой температуры (рис. 5). Видно, что колебания значений
w
находятся в
пределах погрешности и их среднее значение составляет
w
ср
= 0,133 Па
∙ м
3
/кг.
Для глицерина
w
ср
= 0,128 Па
∙ м
3
/кг, что отличается от
w
с
для воды на 3,7 %. Та-
кое отклонение входит в погрешность методики.