Потенційний вплив неізотермічності та градієнту концентрації на стоксівскький рух кульки в водно-гліцериннових розчинах
Вантажиться...
Дата
2020
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
Номер ISSN
Номер E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Проводиться аналіз руху сталевої кульки діаметром 4.37 мм в водно-гліцеринових
розчинах кімнатної температури. Показано, що незначна відмінність початкової температури кульки від температури розчину, суттєво впливає на зміну швидкості руху
кульки. Це пов’язано з сильною залежністю динамічної в’язкості рідини від температури та концентрації води. Дослідження характеру руху кульки в водно-гліцериновому
розчині показало, що попередньо перед проведенням дослідження необхідно перемішати його. При тривалому стаціонарному зберіганні відбувається гравітаційне розшарування.
Для гліцерину, що знаходиться доволі багато часу відкритим в приміщенні, відмічене суттєве розшарування. Так гігроскопічність гліцерину приводить до накопичення в
нижній частині вертикальної кювети близько 7.4 об. % води. Це призводить до зменшення в’язкості рідини приблизно в 3 рази по відношенню до в’язкості гліцерину при
тій же температурі, що впливає на значну зміну швидкості.
Експериментальне дослідження зміни швидкості руху кульки проводилося методом
цифрової обробки відеоданих. Процес падіння кульки в рідині знімався за допомогою відеокамери з частотою 30 кадрів в секунду.
Результати експериментальних значень в’язкості водно-гліцеринових розчинів порівнювалися із розрахунковими значеннями по апроксимуючій формулі.
Проводится анализ движения стального шарика диаметром 4.37 мм в водноглицериновых растворах комнатной температуры. Показано, что незначительное отличие начальной температуры шарики от температуры раствора, существенно влияет на изменение скорости движения шарика. Это связано с сильной зависимостью динамической вязкости жидкости от температуры и концентрации воды. Исследование характера движения шарика в водно-глицериновом растворе показало, что предварительно перед проведением исследования необходимо перемешать его. При длительном стационарном хранении происходит гравитационное розшару ния. Для глицерина, что находится довольно много времени открытым в помещении, отмечено расслоение. Так гигроскопичность глицерина приводит к накоплению в нижней части вертикальной кюветы около 7.4 об. % воды. Это приводит к уменьшению вязкости жидкости примерно в 3 раза по отношению к вязкости глицерина при той же температуре. Экспериментальное исследование изменения скорости движения шарика проводилось методом цифровой обработки видеоданных. Процесс падения шарика в жидкости снимался с помощью еидеокамеры с частотой 30 кадров в секунду. Результаты полученных значений вязкости водно-глицериновых растворов сравнивались со значениями по полученной аппроксимирующей формуле.
The movement of a steel ball with a diameter of 4.37 mm in aqueous-glycerol solutions at room temperature is analyzed. It is shown that a slight difference between the initial ball's temperature and the solution temperature significantly affects the change in the ball speed. This is due to the strong dependence of the dynamic liquid viscosity on the temperature and water concentration. A study of the ball movement in aqueous-glycerol solution showed that it is necessary to mix it before the study. During long-term stationary storage, gravitational stratification occurs. For glycerin, which is open for a long time indoors, delamination is observed. Thus, the glycerol hygroscopicity leads to the accumulation in the lower part cylinder of about 7.4 vol. % water. This reduces the liquid viscosity by about 3 times regarding the viscosity of glycerin at the same temperature. An experimental study of changes in the ball speed was performed by digital video processing. The process of ball falling in the liquid was recorded using a video camera with a frequency of 30 frames per second. The results of the obtained values of aqueous-glycerol solutions viscosity were compared with the values of the obtained approximating formula.
Проводится анализ движения стального шарика диаметром 4.37 мм в водноглицериновых растворах комнатной температуры. Показано, что незначительное отличие начальной температуры шарики от температуры раствора, существенно влияет на изменение скорости движения шарика. Это связано с сильной зависимостью динамической вязкости жидкости от температуры и концентрации воды. Исследование характера движения шарика в водно-глицериновом растворе показало, что предварительно перед проведением исследования необходимо перемешать его. При длительном стационарном хранении происходит гравитационное розшару ния. Для глицерина, что находится довольно много времени открытым в помещении, отмечено расслоение. Так гигроскопичность глицерина приводит к накоплению в нижней части вертикальной кюветы около 7.4 об. % воды. Это приводит к уменьшению вязкости жидкости примерно в 3 раза по отношению к вязкости глицерина при той же температуре. Экспериментальное исследование изменения скорости движения шарика проводилось методом цифровой обработки видеоданных. Процесс падения шарика в жидкости снимался с помощью еидеокамеры с частотой 30 кадров в секунду. Результаты полученных значений вязкости водно-глицериновых растворов сравнивались со значениями по полученной аппроксимирующей формуле.
The movement of a steel ball with a diameter of 4.37 mm in aqueous-glycerol solutions at room temperature is analyzed. It is shown that a slight difference between the initial ball's temperature and the solution temperature significantly affects the change in the ball speed. This is due to the strong dependence of the dynamic liquid viscosity on the temperature and water concentration. A study of the ball movement in aqueous-glycerol solution showed that it is necessary to mix it before the study. During long-term stationary storage, gravitational stratification occurs. For glycerin, which is open for a long time indoors, delamination is observed. Thus, the glycerol hygroscopicity leads to the accumulation in the lower part cylinder of about 7.4 vol. % water. This reduces the liquid viscosity by about 3 times regarding the viscosity of glycerin at the same temperature. An experimental study of changes in the ball speed was performed by digital video processing. The process of ball falling in the liquid was recorded using a video camera with a frequency of 30 frames per second. The results of the obtained values of aqueous-glycerol solutions viscosity were compared with the values of the obtained approximating formula.
Опис
Ключові слова
в’язкість, водно-гліцеринові розчини, рух, кулька, вязкость, водно-глицериновые растворы, движение, шарик, viscosity, aqueous-glycerol solutions, motion, ball
Бібліографічний опис
Фізика аеродисперсних систем = Physics of aerodisperse systems