پاسخ : ويسكوزيته

[hadi.kr]

چرا وقتی دما رو بالا می بریم ویسکوزیته افزایش می یادبد
برای گازها

[*میترا*]

سلام.
مقدمه :
ويسكوزيته ( لزجت) خاصيتي است كه سيال به وسيله آن در مقابل تنش برشي مقاومت مي
كند .با افزايش دما لزجت گازها افزايش مي يابد اما لزجت مايعات كاهش مي يابد اين
تفاوت را مي توان با بررسي عوامل لزجت توضيح داد.
هر فازي در مقابل حرکت توده هاي خود داراي مقاومت مي باشد . اين مقاومت براي فاز
گاز ناچيز و براي فاز جامد خيلي زياد مي باشد . مايعات نيز در برابر حرکت لايه هاي خود
از خود مقاومت نشان مي دهند .
لزجت سيالات يعني مقاومت آنها به تنش برشي ناشي از دو عامل است:
۱.نيروي جاذبه مولكولي
۲.تبادل مومنتوم مولكولي
براي مايعات بيشتر تحقيقات بر عبور مايع در لوله ها معطوف شده است و بيشتر روابط
موجود نيز براي مايعات با سرعتهاي مختلف در لاله ها با قطر و زبريهاي متفاوت بدست
آمده اند .حرکت يک مايع در درون لوله مي تواند شامل سه بخش عمده باشد
در اين نوع حرکت لايه هاي مايع به آرامي ( Laminar Flow ) ۱‐ حرکت آرام
برروي هم مي لغزند و حرکت مايع ادامه مي يابد طول اين ناحيه بنا به سرعت اوليه
مايع يا زبري سطح لوله مي تواند کوتاه يا بلند باشد .
2- ناحيه گذاردر اين ناحيه حرکت آرام مايع کم کم به حرکت ( Transition Zone ) ۲‐ ناحيه گذار
اغتشاشي تبديل مي گردد و معمو ٌ لا طول اين ناحيه بسيار کوتاه است .
در اين ناحيه مايع حرکت آرام خود را از ( Torbulent Flow ) ۳‐ حرکت مغشوش
دست داده و ذرات مايع داراي حرکات کتفاوتي در جهتهاي مختلفي مي شوند اين
ناحيه ممکن است داراي زير لايه اي باشد که در آن هنوز حرکت مايع آرام باشد .
در مايعات فاصله مولكولها بسيار نزديكتر از گازها است لذا نيروي جاذبه مولكولي در گازها
كمتر از مايعات است از اين رو عامل اصلي لزجت مايعات نيروي جاذبه مولكولي است اما
در گازها جاذبه مولكولي بسيار كم است مقاومت گازها به تنش برشي عمدتا ناشي از تبادل
مومنتوم مولكولي است.
مايعات با سرعت اوليه وارد لوله مي گردند و لايه هاي زيرين که در مجاورت ديواره هاي
لوله هستند سرعتشان صفر مي گردد لايه هاي مجاور اين لايه ها متاثراز لايه هاي ساکن از
سرعت اوليه شان کاسته مي شود و لايه هاي بالاتر تز اين لايه ها تحت تاثير اين لايه ها
سرعتشان کاسته مي شود ولي اين تاثير کمتر از لايه قبلي است همينطور اين تاثير لايه قبلي
کاسته مي شود تا جايي که سرعت سيال بربر با سرعت اوليه مي شود و آنجا پايان لايه مرزي
است .
ممکن است قطر لوله آنقدر کم باشد که لايه هاي مرزي تداخل پيدا کنند و يا ممکن است
ديواره هاي لوله آنقدر از هم فاصله داشته باشند که حتي لايه هاي مرزي به همديگر هم
نرسند .
Shear Stress اين تاثير لايه ها را و نيروي بازدازندگي آنها را اصطلاحٌا نيروي برشي يا
نشان داده مي شود . τ ناميده مي شود و با نماد
اين نيروي برشي افقي متناسب است با تغييرات سرعت به تغييرات ارتفاع .
نشان مي دهند و kinematic viscosity و ويسکوزيته را براي سيالات دراي حرکت
داراي رابطه زير است.
ويسکوزيته معيار بسيار مناسبي براي روانروي يا گرانروي سيالات در لوله ها مي باشد براي
سيالت غليظ که داراي گرانروي بالايي هستند اين مقدار مقدار بزرگي است مانند روغنهاي
اتومبيل و براي آنهايي که براحتي حرکت مي کنند و روانروي خوبي دارند اين مقدار کوچکي
مي باشد مانند آب .
مي ( Dynamic viscosity) با محاسبات ابعادي براي ويسکوزيته در حالت ديناميک
Kg / m.s و يا N.s/m² يا بطور مشابه Pa . s توان واحد آن را بدست آورد که واحد آن
نيز نمايش مي دهند . CP است که آنرا با
100 centipoise = 1g/cm.s = 0.1 Pa.s
معمو ٌ لا ويسکوزيته را در دماي معيني اندازه مي گيرند و به عنوان مرجع از آن استفاده مي
کنند براي آب خالص اين مقدار در دماي ۲۰ درجه اندازه گيري شده است و برابر است با 1.0
و اين آب مرجع و مبناي محاسبات ساير وسکوزيته ها براي ساير مواد cP (at 20°C).
مي باشد .
است و در سيستم m²/s برابر با SI در سيستم ν واحد Kinematic viscosity براي
نشان مي دهند centistokes (cS) يا در برخي موارد هم با stokes هم برابر با cgs
1 stokes = 100 centistokes =۱ ²/ cm s = ۰.۰۰۰۱ m²/s
شرح آزمايش:
در اين آزمايش مطلوب محاسبه ويسکوزيته آب و کلروفرم
خالص و ترکيب اين دو با نسبت معين است .
در هر بار ويسکومتر را با مايع مورد آزمايش تا خط نشان پر
کرده و با انگشت دهانه دستگاه را گرفته و سپس دهانه را رها
کرده تا مايع آرام آرام شروع به پايين آمدن کند دستگاه طوري
طراحي شده است که زمان بدست آمده براي هربار حرکت
مايع ميان دو خط نشان دستگاه برابر با ويسکوزيته مايع مي
باشد براي هر مايع سه بار آزمايش را انجام داده و در صورتي
که نتايج از هم فاصله داشته باشند دو بار ديگر نيز انجام داده
مي شود تا نتايج داراي صحت و دقت بالاتري باشند بعد
زمان ميانگين را بدست آورده و ويسکوزيته مايع در آن
غلظت برابر زمان بدست آمده است .
براي هربار استفاده از دستگاه حتمٌا بايد دستگاه با مايع مورد نظر شسته شود چون وجود
ناخالصي بشدت بر ويسکوزيته تاثير مي گذارد .
در هر بار آزمايش بايد دقت شود که هيچ حبابي در لوله نباشد چون وجود حباب در حرکت
مايع اختلال ايجاد کرده و باعث خطاي معين مي گردد استفاده از مواد رنگي براي اينکه
وجود حباب را نشان دهد در دقت محاسبات بسيار موثر است .
نمودار حاصل از ويسکوزيته و غلظت در دستگاه غلظت ويسکوزيته رسم مي گردد .
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 0.2 0.4 0.6 0.8 1 1.2
% Gl
Time (s)
Composition Time (S)
Pure Water 3.52
0.75W – 0.25 Gl 5.59
0.5 W – 0.5 Gl 10.10
0.25 W - 0.75 Gl 44.24
Pure Gl 143.32
نتيجه گيري :
مقاديري كه براي ويسكوزيته آب و گليسرين و تركيب آن دو به دست ميايد با مقاديري كه
E- در جداول وجود دارد كمي تفاوت داردمقدار ويسکوزيته آب خالص در ۳۵ درجه برابر
۲.۱ مي باشد . ×E- ۰۸۰۴ و براي گليسيرين 3 .×6
دليل اختلاف نتايج اين آزمايش و مقادير واقعي خطاهاي موجود در آزمايش مي باشد که اين
خطاها ناشي از عدم دقت در آزمايش و خطادر هنگام ثبت زمانو نيز خلوص مواد بكار رفته
وخطاهاي معين وسايل آزمايش مي باشد .مسلما مواد با گرانروي بيشتر ويسكوزيته بيشتري
دارند.
منابع خطا:
يکي از منابع خطا عدم وجود دقت کافي در استفاده از کرنومتر مي باشد.و نيز عدم شستن
صحيح دستگاه در هنگام استفاده براي درصدهاي مختلف است .

فايل Pdf

[bermooda7420]

salam
lotfan dar morede viscometer falling ball tozih bedid
merci