粘度測定實(shí)驗(yàn)

液體動(dòng)力粘度的測定實(shí)驗(yàn)?zāi)康模簩W(xué)會(huì)書上測定液體動(dòng)力粘度的方法，了解掌握旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)的使用操作方法。實(shí)驗(yàn)儀器：油、水等待測液體，燒杯，旋轉(zhuǎn)式粘度計(jì)實(shí)驗(yàn)原理：旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)是由數(shù)個(gè)機(jī)械裝置所組成，馬達(dá)與變速箱是裝置在儀器頂端的機(jī)殼內(nèi)。主機(jī)包含了一個(gè)精確的鈹銅合金的彈簧，一端接在軸承上，另一端直接接在指示裝置上。在主機(jī)下方，下端軸承進(jìn)入軸杯與粘度計(jì)的轉(zhuǎn)子直接相連。轉(zhuǎn)子是由馬達(dá)彈簧所帶動(dòng)，此彈簧的偏離由指針?biāo)@示（或者經(jīng)由數(shù)字化儀表顯示）。藉由變速箱調(diào)整不同速度與使用不同轉(zhuǎn)子可以測得不同范圍的粘度。粘度、粘力、流動(dòng)的阻力與轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子形狀有關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)速增加或轉(zhuǎn)子增大時(shí)粘力會(huì)加大。因此，當(dāng)轉(zhuǎn)速增大或轉(zhuǎn)子變大時(shí)，可以由彈簧的偏離所讀出。最小范圍的粘度可以由表面積最大的轉(zhuǎn)子與最高轉(zhuǎn)速測得；而最大范圍的粘度可由表面積最小的轉(zhuǎn)子與最慢轉(zhuǎn)速測得。4.實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：⑴水的粘度的測定⑵植物油的粘度的測定實(shí)驗(yàn)步驟：清理粘度計(jì)，調(diào)節(jié)兩個(gè)水平調(diào)節(jié)腳，直至粘度計(jì)頂部的水泡在中央位置。（調(diào)水平）將轉(zhuǎn)子保護(hù)框架裝在粘度計(jì)上（向右旋入裝上，向左旋出卸下）將選用的轉(zhuǎn)子旋入連接螺桿（向左旋入裝上，向右旋出卸下）插入電源，打開粘度計(jì)后面開關(guān)按鈕。輸入選用的轉(zhuǎn)子號：每按轉(zhuǎn)子鍵一次，屏幕顯示的轉(zhuǎn)子號相應(yīng)改變，直至屏幕顯示為所選轉(zhuǎn)子號。選擇轉(zhuǎn)速：按“轉(zhuǎn)速”鍵設(shè)置轉(zhuǎn)速，并通過按TAB鍵可逐位移向當(dāng)前顯示轉(zhuǎn)速的十位、個(gè)位及百分位，待選定后，通過按數(shù)字增加鍵或減來設(shè)置十位、個(gè)位及十分位等的轉(zhuǎn)速大小。轉(zhuǎn)速設(shè)置完畢后，按轉(zhuǎn)速鍵確認(rèn)。旋動(dòng)升降架旋鈕，使粘度計(jì)緩慢的下降，轉(zhuǎn)子逐漸浸入被測液體當(dāng)中，直至轉(zhuǎn)子上的標(biāo)記與液面相平為止。調(diào)整粘度計(jì)位置至水平。按下“測量”鍵，步進(jìn)電機(jī)開始旋轉(zhuǎn)，適當(dāng)時(shí)間（讀數(shù)大致穩(wěn)定）后即可同時(shí)測得當(dāng)前轉(zhuǎn)子、該轉(zhuǎn)速下的粘度值和百分計(jì)標(biāo)度。在測量過程中，如果需要轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)子，可直接按“復(fù)位”鍵。（此時(shí)電機(jī)停止轉(zhuǎn)動(dòng)，而粘度計(jì)不斷電）。當(dāng)轉(zhuǎn)子更換完畢后，重復(fù)以上6-8項(xiàng)即可繼續(xù)進(jìn)行測量。尤其要注意的是：更換轉(zhuǎn)子后一定要調(diào)整儀器上對應(yīng)的轉(zhuǎn)子號SP。測量完畢后，按“復(fù)位”鍵，同時(shí)關(guān)閉電源開關(guān)。旋動(dòng)升降架旋鈕，使粘度計(jì)緩慢的上升，取出測量樣品。卸下轉(zhuǎn)子，并將轉(zhuǎn)子、儀器及試驗(yàn)臺(tái)清理干凈。實(shí)驗(yàn)過程及數(shù)據(jù)記錄我們使用的是NDJ-8S旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)，選擇2#轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)速分別為12、30、60r/min。(1)水的粘度測定1、 我們進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)儀器已正確安裝，我們可以直接進(jìn)行試驗(yàn)。2、 開機(jī)后，儀器顯示如圖1所示；我們使光標(biāo)停在中文處，選擇中文顯示。3、 按“OK”鍵后，屏幕顯示如圖2所示：圖1 圖24、 再按“OK”鍵，儀器開始進(jìn)行測量。當(dāng)右邊的豎條方塊顯示光標(biāo)由下向上升至滿刻度時(shí)，屏幕顯示的粘度值基本穩(wěn)定，即為該轉(zhuǎn)速下的測量值。我們記錄下在12r/min下的粘度值和百分計(jì)標(biāo)度，數(shù)據(jù)如下表所示：5、 然后我們將轉(zhuǎn)速改為30r/min和60r/min，再按上述方法進(jìn)行測量分別得到在30r/min和60r/min下的粘度值和百分計(jì)標(biāo)度，數(shù)據(jù)如下表所示；改變轉(zhuǎn)速的操作步驟具體如下：按“轉(zhuǎn)速”鍵設(shè)置轉(zhuǎn)速，并通過按TAB鍵可逐位移向當(dāng)前顯示轉(zhuǎn)速的十位、個(gè)位及百分位，待選定后，通過按數(shù)字增加鍵或減少鍵來設(shè)置十位、個(gè)位及百分位等的轉(zhuǎn)速大小。轉(zhuǎn)速設(shè)置完畢后，按轉(zhuǎn)速鍵確認(rèn)。(2)油的粘度測定我們將水改為油，適當(dāng)調(diào)整粘度計(jì)位置，具體操作方法如下：旋動(dòng)升降架旋鈕，使粘度計(jì)緩慢的下降，轉(zhuǎn)子逐漸浸入被測液體當(dāng)中，直至轉(zhuǎn)子上的標(biāo)記與液面相平為止。調(diào)整粘度計(jì)位置至水平。

然后我們按相同的步驟和方法測得油在30、60r/min下的粘度值和百分計(jì)標(biāo)度，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表所示：注：當(dāng)轉(zhuǎn)速為12r/min時(shí)，粘度示數(shù)突然下降為0。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表水的粘度測定轉(zhuǎn)速（r/min）粘度(MPa/s)百分比121606.4%30777.8%6068.513.7%油的粘度測定轉(zhuǎn)速（r/min）粘度(MPa/s)百分比12003014013.9%6011222.4%七、實(shí)驗(yàn)誤差分析我們用NDJ-8S旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)所測得的粘度誤差較大，主要的誤差來源我們認(rèn)為有以下幾點(diǎn)：1、 實(shí)驗(yàn)儀器本身存在問題。從粘度計(jì)測速的原理進(jìn)行分析：同步電機(jī)以穩(wěn)定的速度旋轉(zhuǎn)，連接刻度圓盤，再通過游絲和轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。如果轉(zhuǎn)子未受到液體的阻力，則游絲、指針與刻度圓盤同速旋轉(zhuǎn)，指針在刻度盤上指出的讀數(shù)為“0”。反之，如果轉(zhuǎn)子受到液體的粘滯阻力，則游絲產(chǎn)生扭矩，與粘滯阻力抗衡最后達(dá)平衡，這時(shí)與游絲連接的指針在刻度圓盤上指示一定的讀數(shù)（即游絲的扭轉(zhuǎn)角）。將讀數(shù)乘上特定的系數(shù)即得液體的粘度。所以，“同步電機(jī)以穩(wěn)定的速度旋轉(zhuǎn)”是保證粘度計(jì)準(zhǔn)確度的關(guān)鍵之一。而我們實(shí)驗(yàn)室使用的粘度計(jì)本身電機(jī)質(zhì)量不高，導(dǎo)致粘度計(jì)精度較低。尤其在低速旋轉(zhuǎn)時(shí)，電機(jī)控制速度穩(wěn)定的能力更差，甚至出現(xiàn)“時(shí)轉(zhuǎn)時(shí)?！钡默F(xiàn)象，這也是導(dǎo)致我們在測定油在12r/min轉(zhuǎn)速下的粘度時(shí)，出現(xiàn)示數(shù)為0的重要原因。2、 轉(zhuǎn)子沒有嚴(yán)格放在容器中心位置，以及盛放液體的容器大小對測量結(jié)果的影響。旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)對轉(zhuǎn)子浸入液體的深度有嚴(yán)格要求，轉(zhuǎn)子必須放在容器中心。如果不在中間，會(huì)產(chǎn)生邊界效應(yīng)，使測量結(jié)果有誤差。另外，容器需足夠大才能忽略容器的邊界效應(yīng)，若容器直徑不夠大，由于容器的邊界效應(yīng)使得轉(zhuǎn)子所受扭矩增加，這樣測得的液體粘度必然偏大。一般使用直徑不小于70mm的燒杯，才能忽略容器的邊界效應(yīng)。3、 測量用的轉(zhuǎn)子表面不潔，或轉(zhuǎn)子表面不夠光滑，有刮痕或裂紋。測量用的轉(zhuǎn)子表面要清潔無污物，一般要在測量后及時(shí)清洗，特別在測油漆和膠粘劑之后。要注意清洗的方法，可用合適的有機(jī)溶劑浸泡，千萬不要用金屬刀具等硬刮，因?yàn)檎扯扔?jì)的轉(zhuǎn)子表面有嚴(yán)重的刮痕時(shí)會(huì)帶來測量結(jié)果的偏差。4、 讀數(shù)誤差我們在進(jìn)行讀數(shù)時(shí)有時(shí)未等指針穩(wěn)定就開始測量，這會(huì)使讀數(shù)偏小，因此要經(jīng)過多次旋轉(zhuǎn)，使指針趨于穩(wěn)定后再讀數(shù)。5、 按下控制桿時(shí)，有時(shí)讀數(shù)會(huì)發(fā)生變化，這是儀器產(chǎn)生的系統(tǒng)誤差。為了減少誤差，我們應(yīng)該多次測量，取平均值，以減小或消除系統(tǒng)誤差6、 我們實(shí)驗(yàn)所用的清水或