У Центральноукраїнському національному технічному університеті к.т.н., доцентом кафедри гідротехнічного будівництва, водної та електричної інженерії Володимиром КРАВЧЕНКОМ для здобувачів другого курсу факультету архітектури і будівництва ХДАЕУ в режимі on-line проведено лабораторну роботу з курсу «Гідравліка» по дослідженню в’язкості краплинних рідин.

У гідротехнічному будівництві часто виникає потреба у визначенні в’язкості рідини, як однієї із важливих її характеристик. Під в'язкістю розуміють властивість рідини чинити опір відносному зсуву своїх шарів. На практиці в’язкість визначають віскозиметрами, тобто приладами для визначення в'язкості газів, рідин, суспензій, гідросумішей.

За допомогою віскозиметра контролюють рідкі середовища, шляхом визначення їх в’язкісного рівня. Окрім визначення в’язкості води, масел у насосах та інших рідин, що досліджуються і використовуються у гідротехнічному будівництві, ці дані можуть бути корисними також і у інших наукових та виробничих напрямках.

У роботі здобувачі були ознайомлені з віскозиметром Енглера (фото 1), що складається з внутрішнього латунного резервуару, вміщеного у водяну баню зовнішнього циліндра. У дні резервуару розташована втулка з каліброваним отвором d = 2,8 мм. Отвір закривається стрижнем.

Досліджувану рідину заливають у резервуар до вістря гачків, розташованих у середині резервуару, які забезпечують постійний об'єм більше 200 см³. Вода, яка заповнює простір між резервуаром і циліндром, підігрівається електронагрівачем, а температура дослідної рідини і води контролюється термометрами. У зовнішньому циліндрі на спеціальному кронштейні встановлена мішалка для перемішування води, що сприяє рівномірному нагріву рідини до заданої температури (фото 2, 3).

Принцип дії віскозиметра базується на підрахунку часу протікання заданого об’єму рідини через вузький отвір резервуару, що витікає під дією власної ваги. Віскозиметр Енглера дозволяє визначити відносну в'язкість, одиниця якої - градус Енглера (Е) – визначається як відношення часу витоку 200 см³ дослідної рідини до часу витоку такої ж кількості дистильованої води при температурі 20° С

Е = Т_рід / Т_в^20°С

Прийнято, що Т_в^20°С= 50 ... 52 с. Маючи значення в'язкості у градусах Енглера, визначають кінематичну в'язкість за формулою Убеллоде:

Крім конструктивних особливостей віскозиметра Енглера, здобувачі ознайомилися з порядком проведення і розрахунку експериментів та були присутніми on-line при проведенні дослідів по визначенню в’язкості масла при різних температурах. Після проведених розрахунків, здобувачами була побудована функціональна залежність в’язкості масла від його температури, скориставшись якою, визначалася оптимальна область застосування досліджуваної рідини.

Автор: Володимир КРАВЧЕНКО (06.02.2023р.)