•
修正（小球速度较大）：f
3
v0
d
1
3 16
Re
19 1080
Re 2
, Re
v0d0
雷诺数
Re<0.1不需修正，0.1<Re<1考虑一级修正，1<Re考虑高级修正
• 考虑1级修正项及玻璃管的影响
由于3Re/16远小于1，将1/（1+3Re/16）按幂级数展开后近似为1－3Re/16 Pa·s（帕斯卡·秒）
进入测量界面后，屏幕上方的数据 栏从左至右依次显示序号，设定温度T0， 当前温度T等参数。
温度设定范围为：室温~70℃之间
T (温度) 动态偏差
热滞后
稳定：T≈T0
静态偏差
设定值
设定温度>初始温度
过渡时间
t (时间)
图 2 PID 调节系统过渡过程
二、落球法测定液体粘度原理
• 小球在静止液体中受力分析：
落球法测定液体的粘度
f dv S
dy
液体各部分之间有相对运动时，接触面之间的内摩擦力称为粘滞力。 粘滞系数与液体的性质、温度和流速有关，粘滞系数的测量在工程上有 广泛应用价值。测量方法有落球法、毛细管法、转筒法等。
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、 输送距离及液体粘度设计输送管道的口径。
实验目的
• 1．用落球法测量不同温度下蓖麻油的粘度 • 2．了解PID温度控制的原理 • 3．练习用停表计时，用螺旋测微计测量直径
实验仪器
变温粘度测量仪，ZKY-PID温控实验 仪，停表，螺旋测微器，钢球若干， 金属镊子，（磁铁，水平仪）
一、PID调节原理
实验原理
温控实验仪包含水箱，水泵，加热 器，控制及显示电路等部分。
小球直径
次数
1
2
3
4
5
6
7
8 平均
d/10-3m
粘滞系数测量
数据处理
• 1.计算各温度下η • 2.坐标纸作图η-T，观察蓖麻油粘度随温度变化趋势 • 3.计算30℃，40℃温度下η的相对误差
问题及思考
• 如何判断小球已进入匀速运动状态？ • 小球表面粗糙，有油脂、尘埃，有哪些影响？ • 小球非沿玻璃管中心下落，对结果有何影响？ • 若样品管倾斜，对结果有何影响？
求Re，若考虑1阶修正
实验内容
• 1.检查仪器前面的水位管，将水箱水加到适当值 • 2.用螺旋测微器测小球直径8次（注意单位、零点校正、估读） • 3.测定小球在液体中下落速度并计算粘度 a) 选定测量区间h，测量过程中不变（20cm） b)设定PID温度，待温度稳定1分钟后（相当于实际10分钟），于玻 璃管中心轻抛小球，秒表自动记录下落h所用t，重复测量5次 c)更改PID温度（由低到高），测25℃、30℃、35℃、40℃、45℃ 、50℃、55℃温度下数据 d）实验全部完成后，用磁铁将小球吸引至样品管口，用镊子夹入 蓖麻油中保存，以备下次实验使用。
重力：G mg 4 d 2 g
3 2
浮力：F
液 gV排
0g
4 3
d 2
2
粘滞力：f 3 v0d
——斯托克斯公式
（假设v很小，液体无限广）
匀速运动后三力平衡： G F f
得： - 0 gd 2
18v0
•
修正（液体非无限广）：
- 0 gd 2
18v0
1
2.4
d D
求Re，若不需修正