利用降膜流动测量液体黏滞系数

利用降膜流动设计并搭建了测量液体黏滞系数的实验装置，根据不可压缩液体N-S方程，结合边界条件建模。采取测量液膜表面速度的方法计算液膜厚度。测量了蓖麻油不同流量下的黏滞系数，倾斜板在不同倾角下，黏滞系数测量相对准确的流量区间基本相同，相对误差在8%以下。分析了装置的适用条件和误差来源。并用全内反射法进行了液膜厚度对比验证。该研究丰富了测量液体黏滞系数的教学内容和方法，有助于学生掌握流体力学相关知识，提高综合设计能力。     

蓖麻油黏度随温度变化经验公式及验证

根据蓖麻油黏滞系数随温度变化的实验数据,利用Origin软件拟合法建立蓖麻油黏滞系数随温变化的关系式.同时对公式进行了验证,结果表明公式计算值与实验值高度吻合.     

高速相机及智能手机在液体黏滞系数测量上的应用

液体黏滞性的测量非常重要,目前最常用的落球法是通过激光发射探头测量小球匀速下落过程中的速度,进而计算黏滞系数.然而,实际操作过程中,激光器的调节往往很困难,而且容易出现小球下落过程中难以穿过激光的现象,导致实验成功率低.本文通过实验研究智能手机及高速相机在落球法测黏滞系数中的应用,对比常规方法与智能手机或高速相机的测试...     

落球法测量液体黏滞系数的实验探究

黏滞系数是描述液体内摩擦性质的一个重要物理量,在工业、农业以及医学方面有着重要的应用。在黏滞系数的诸多测量方法中,传统的落球法现象直观,被广泛应用于大学物理实验。然而,目前落球法常用的秒表计时或光电门计时都会代来很大的不确定度。对此,我们提出了全新的测量理念——低速摄影法。与传统光电法以及CCD法不同,我们放慢视角,设置较长的曝光时间,用每张图片记录下小球“单位时间”下落轨迹。基于轨迹长度以及曝光时间等参数,可以直接算得小球匀速下落速度,进而求得黏滞系数,具有响应快、精度高、装置简的优势。进一步的,基于低速摄影法,实验观测到高速下落的小球受涡流、压阻作用而旋转、偏离竖直线的现象,并结合数据与模型探讨了其对结果的影响。分析表明,落球法测量黏滞系数实验中可通过小球密度和半径的调节来控制落球速度,有效避免涡旋和压阻带来的误差。     

l〉〉d的圆柱体在黏性液体中的下落的探究

探究l〉〉d的圆柱体在黏滞系数为η的液体中运动时,黏滞阻力与其速度、几何线度的关系,验证理论公式;试图通过上述关系寻求测液体黏滞系数的新方法;对比落球法和＂落圆柱法＂测黏滞系数的优劣,分析原因。     

利用智能手机磁力计测量液体黏滞系数

利用智能手机搭建了一套可视化的简谐振动系统,通过小球在液体中欠阻尼振动的振幅衰减,测量液体的黏滞系数.实验使用手机Phyphox软件中的磁力计传感器,将小球欠阻尼振动振幅的测量转化为磁感应强度大小的测量,并通过Origin软件对采集的数据进行非线性拟合,得到液体阻尼因数,求出液体的黏滞系数.     

基于智能手机测量液体黏滞系数的方法研究

基于阻尼振动的原理,利用智能手机测量弹簧振子的加速度,通过阻尼振动的动力学方程计算出金属球做阻尼振动时液体的阻尼系数和黏滞系数,并将黏滞系数测量值与理论值进行比较,相对误差为0.39%,进一步论证了本实验方案的可行性。与传统方案相比,基于智能手机的液体黏滞系数测量方法操作简单且趣味性强,同时降低了传统实验方法的仪器成本,对物理实验的线上教学具有一定的参考意义。     

基于Matlab和VR场景的液体粘滞系数演示实验的制作与仿真

针对在＂落球法测量液体粘滞系数＂的实验中,小球在液体中开始匀速运动的时间和位置很难判定,我们使用Matlab/Simulink仿真软件的虚拟现实（VR）工具箱制作了＂落球法测量液体粘滞系数＂的演示实验,对蓖麻油中小球的运动规律进行了动态的仿真,并将仿真结果与真实的实验结果进行了比较和分析,这将有助于提高学生对实验结论的认识和理解。     

小球垂直速度对测量透明液体黏度影响的研究

在匀速落球法测液体黏度的实验中,研究小球以较大的垂直速度进入待测液体时对测定透明液体的黏滞系数的影响。     

集成霍尔开关传感器测量非透明液体的黏度

针对落球法无法测量非透明液体的黏滞系数的问题,改进了实验中测量小球下落时间t的方法.该方法的测量电路由多片高灵敏度的集成开关式霍尔传感器、指示LED灯、与门逻辑芯片和计时器等顺序组成.电路板A和B上的信号分别驱动计时器开始和停止计时,最后计时器显示出磁性小球下落一定距离所用的时间t.该测量方法直观方便,并且具有比较高的测量精度.     

黏滞法估算液体的活化能

液体分子要在液体中作一定程度的偏移,需要克服一个高度为W的势垒,这个势垒就是该液体的活化能,活化能是表征液体本身固有性质的一个物理量,它对液体诸多特性参数都有决定性的作用,本文提出一个估算液体活化能的实验方法--黏滞法,其理论依据是液体的黏滞系数n正比于TekT/W[1],通过实验分别测出几个不同温度下液体的黏滞系数反过来即可估算其活化能.     

蓖麻油黏度与表面张力系数的关系研究

分别利用落球法和拉脱法测量了蓖麻油在不同温度下的黏度和表面张力系数;根据最速下降法,编制自动调参程序FIT,通过拟合实验测量数据,得到了描述蓖麻油黏度与表面张力系数关系的经验公式.     

黏滞液体表面张力系数的悬滴法测量

开展了悬滴法测量黏滞液体表面张力的实验技术探究。通过微量进样控制技术，结合动态过程的连续图像采集方法，获得了不同液体量时的液滴形态变化。利用液滴表面张力与重力平衡时的临界状态图像，计算得到硅油的表面张力系数。与标准值相比较，测量数据的相对误差为4%左右。     

低黏度透明液体黏滞系数测量实验的研究

研究小球在低黏度透明黏性液体中以初速度为零状态下落的加速运动过程, 通过分析小球在加速下 落过程中下落速度与对应时间的关系而得到液体的黏滞系数值. 新方法改进了原变速落球法研究拟合小球下落位 移与对应时间得到黏滞系数的实验方法. 实验结果表明, 新方法提高了实验的稳定性和拟合的准确度     

用落球法测液体黏度的实验条件分析

从斯托克斯定律成立的条件入手,首先对斯托克斯公式修正项进行了理论探讨;二是分析了雷诺数修正项对黏滞阻力相对误差的影响;三是分析了落球直径、黏度对雷诺数的影响.最后得出用落球法测量液体黏度系数,要使测量误差控制在允许的误差范围内,就必须在实验中满足斯托克斯定律成立的5个条件.     

电热式变温液体黏度测量装置的设计与应用

设计了基于"落球法"的电热式变温液体黏度测量装置.借助该装置,通过改变2个侧加热板的间距,在室温下研究了侧加热板以及容器壁对蓖麻油中小球下落速度的影响,并以此为基础,利用对称测量原理,对蓖麻油在不同温度下的黏度进行了测量,揭示出蓖麻油的黏度与温度的关系近似满足阿伦尼乌斯公式,活化能约为9.213×10-20 J.     

探究落球法粘滞系数实验的最佳实验条件及误差修正

系统地探究了落球法测量蓖麻油粘滞系数实验中测量结果的影响因素,分析了小球从不同位置下落、不同小球直径和不同实验温度对蓖麻油粘滞系数测量的影响。通过绘制误差曲线并进行分析,提出了实验的改进方案,以提高实验精度,减小实验误差。     

蓖麻油粘滞系数公式的Origin拟合

蓖麻油的粘度系数对温度变化很敏感,国际公认的标准值只有几个特定温度下的数值,这给实际应用及教学中实验测量结果准确性的评价带来了较大的困难。采用落球法研究了蓖麻油的粘滞系数与温度的关系,根据测量小球在不同温度的蓖麻油中下落速度,借助于origin软件,得出了蓖麻油的粘滞系数随温度变化的经验方程。     

基于自发瑞利-布里渊散射的氮气体黏滞系数的测量

体黏滞系数是从微观角度认识气体分子黏滞性的重要参数,传统的兆赫兹声频范围的声波吸收方法无法直接应用于声波弛豫效应在千兆赫兹范围的高频领域,而瑞利-布里渊散射则能实现对声波弛豫效应在千兆赫兹的气体体黏滞系数的测量.本文测量了532 nm激光激发的常温下压强分别为1-9 bar的氮气的自发瑞利-布里渊散射光谱,利用已知温度和压强的理论模型对测量光谱进行了比较,获得了准确的散射角.利用该散射角并结合χ~2值最小原理反演得到不同压强(4—9 bar)下氮气的平均体黏滞系数为(1.46±0.14)×10~(-5)kg·m~(-1)·s~(-1),该结果与文献中利用自发瑞利-布里渊散射获得的结果和理论计算结果相近,但与相干瑞利-布里渊散射的测量结果相差明显.利用该平均体黏滞系数对氮气在不同压强下的温度进行了反演,得到各压强下的温度与实际温度的绝对误差小于2.50 K,反演温度的平均值与实际温度误差小于0.15 K,该结果证明了实验测量得到的氮气的体黏滞系数具有较高的准确性,同时也说明利用瑞利-布里渊散射反演气体参数具有较高的准确性和可靠性.     

毛细管法测液体粘滞系数

落球法和毛细管法是最常见的两种测粘滞系数的方法。但由于斯托克斯公式成立的条件太苛刻(例如雷诺数R=ανρ/η要求小于1,而毛细管法只要求小于2300),所以落球法在应用上要受到很大的限制。然而这样的情况在物理教学实验中并没有得到反映,毛细管法和落球法的测量对象都只有一个,前者是水,后者是蓖麻油。四十年来,这种状况一直维持不变。失去了普遍性也就失去了实用价值。为此,我们设计了一种毛细管法的测量装置,只要有400ml的牛顿液体(指剪应力与切变之比为常数的液体),我们就可测定其粘滞系数。