液体粘度的测定
专业：___化工1101____ 姓名：_____梁昊_____
实验报告
学号：___3110000442__ 日期：________________ 地点：________________
课程名称：________过程工程原理实验______指导老师：__叶向群____成绩：__________________
实验名称：_______液体粘度的测定__________实验类型：________________同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一、实验目的和内容
二、实验的理论依据（实验原理）
1、掌握旋转式黏度计测量液体粘度的基本原理。 2、学会使用旋转式黏度计测定液体粘度的方法。
图2 旋转黏度计工作原理图
如图2. 半径R 长L 的圆柱体转子浸没于盛有液体的圆筒形容器中心，并以角速度ω作匀速转动。假设
容器是半径为kR 的圆柱形，液体是牛顿流体，忽略端效应的影响，则再两圆柱形成的缝隙中，速度分布为：
u =ωR (
这时转子所受的扭矩M ：
kR /r -r /(kR )
)
k -1/k
M =2πRL (τr θ|r =R ) R =4πμL ωR 2k 2/(k 2-1)
一般容器比转子大得多，可认为k →∞，从而
M =4πμL ωR 2
式中
r ——半径，m; τr θ——剪应力，N/m2; μ——粘度，kg/(m·s) 。
转子选定后，M ∝μω，在一定的转速ω下，M 与被测液体的粘度μ成正比，藉此原理可以测定液体的粘
度。
当同步电机以恒定速度旋转时，连接的刻度圆盘、游丝和转轴将带动转子旋转。若转子未受到任何液
体阻力，则游丝、指针和刻度盘将同速转动，指针刻度盘读数为0；反之若转子受到液体的粘滞阻力，则游丝产生扭矩，与粘滞阻力达到平衡，这时与游丝连接的指针在刻度盘上指示出一定的读数。该读数表示游丝的扭转角，与扭矩相对应，乘以某一系数后即能得出液体的粘度值。
三、实验步骤及注意事项 （一）实验步骤
1. 准备被测液体（如硅油），置于直径不小于70㎜的烧杯或圆筒形容器中，控制被测液体温度，并记录
下来；
2. 旋松连接螺杆下端的黄色螺钉，取下黄色包装套圈；
3. 将选好的转子旋入连接螺杆，旋转升降旋钮，使仪器缓慢的下降，转子逐渐浸入容器中心的被测液体
中，直至转子液面标志和液面相平；
4. 调整仪器水平，然后按下指针控制杆，转动变速旋钮，使所需转速数向上，对转速度指示点； 5. 开启电机开关，使转子在液体中旋转，并放松指针控制杆，经过多次旋转（大约20—30秒），待指针
趋于稳定，按下指针控制杆，使读数固定，再关闭电机，使指针停在读数窗内，读取读数，若电机关闭后指针不在读数窗内，可继续按住控制杆，反复开启和关闭电机，使指针落在读数窗内； 6. 重复测定3—5次，如数据波动不大，取平均值作为测定结果，否则重复步骤5、6； 7. 当指针所指的数值过高或过低时，可变换转速和转子，务使读数在30—70格之间；
8. 实验结束后应及时清洗转子，清洁后要妥善安放于转子架上，指针控制杆应用橡皮筋圈住，连接螺杆
上应套入黄色包装套圈，然后用螺钉拧紧。
（二）注意事项
1、被测液体温度需要控制；
2、将转子旋入连接螺杆时注意逆时针方向为旋入装上，顺时针为旋出卸下，以免损坏仪器； 3、旋转升降旋钮时，用手托住仪器，防止自重坠落；
4、在按下指针控制杆时，不能用力过猛，转速慢时也可不用控制杆，直接读数。 5、实验结束后应清洗转子，但不得在仪器上进行。
四、实验数据记录和处理
实验温度：27.2℃
五、误差分析
本实验比较简单，操作也不是特别困难，但是可以看出，对于不同的转子或者同一个转子采用不同的转速，其测出的粘度还是有一定的误差，其主要原因为：
1、转子并没有放在硅油的正中间，所以扭矩在实验过程中并不是严格与粘度成正比；
2、在推导过程中，扭矩M 与粘度 成正比，是基于k→+∞，但是其实k 并不是∞，所以在这里也有一定的误差；
3、由于转子转速是由电机提供的，当粘性阻力比较大时，实际转速可能与理论转速不一致，所以也会导致误差；
4、转子与液面并不是垂直，这个误差是受到实验客观条件限制的，并不能排除。
六、讨论、分析 思考题：
1、推导方程式（1）和（2）
装
订
线
2、转子是否必须放在容器中心？容器的大小对测量结果有何影响？
答：是；容器越大，则扭矩M 与粘度μ就越成正比，如果容器比较小，则要考虑尺寸因素在里面。
3、转子和转速的选择应遵循什么原则？
答：转子和转速的选择需使最后读数在30~90格之间。
P.
实验名称：_______________________________姓名：________________学号：__________________