本发明专利技术涉及粘带系数测定技术领域，尤其是涉及一种气体粘滞系数测定装置及其测定方法；通过设置通气长管、充气单元和测量单元，通气长管的内部设置有长度以及内径可测的通气孔，通气孔的两端分别设置有通气口和蘸液口，充气单元与通气口连接；在进行气体粘带系数测定时，先将通气长管通过蘸液口蘸取气泡液，再使充气单元对通气长管充入待测气体，以使蘸液口的气泡液形成球形气泡，再使球形气泡在自然状态下进行消气，测量单元获取球形气泡在自然消气过程中任意两个时刻的时间间隔、以及该两个时刻分别对应的球形气泡的直径，再利用气体粘带系数测量表达式，即可得出待测气体的粘带系数，进而实现对某温度下的任意气体的粘带系数的获取。的获取。的获取。
【技术实现步骤摘要】
气体粘滞系数测定装置及其测定方法
[0001]本专利技术涉及粘带系数测定
，尤其是涉及一种气体粘滞系数测定装置及其测定方法。
技术介绍
[0002]流体的粘滞系数又称为内摩擦系数或粘度。是描述流体内摩擦力性质的一个重要物理量。它表征流体反抗形变的能力，只有在流体内存在相对运动时才表现出来。粘滞系数除了因材料而异之外，还比较敏感的依赖温度，液体的粘滞系数随着温度升高而减少，气体则反之，大体上按正比的规律增长。
[0003]目前,对液体粘滞系数的测定仍在继续应用几种传统的测定方法，毛细管法、圆筒旋转法和落球法等。其中落球法是一种简单,方便的实验技术,而且,实验设备成本较低,损耗又小,所以也是物理实验教学中最常用的实验方法。
[0004]但是，现有对气体粘滞系数的测定方法相对较少，现有一般通过在动力粘带系数与温度关系的理论关系式对该温度下的动力粘带系数进行获取，其关系式为：其中，常数C与气体性质有关，η0指0℃时气体的动力粘滞系数,T为热力学温度，以空气为例，空气中的C＝122K,η0＝1.71
×
10
‑5Pa
·
s，虽然通过气体的动力粘带系数与温度关系的理论关系式可获取该温度下的气体的动力粘带系数，但在测定某特殊气体的粘滞系数时，在未得知0℃时气体的动力粘滞系数的情况下，难以实现对该温度下的气体的粘滞系数的有效确定，对气体粘滞系数的测定造成限制。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于克服上述技术不足，提出一种气体粘滞系数测定装置及其测定方法，解决现有技术中的气体粘带系数测定方式无法实现对所有气体在某温度状态下的粘滞系数进行测定的技术问题。
[0006]为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种气体粘滞系数测定装置，包括：
[0007]通气长管，所述通气长管的内部设置有长度以及内径可测的通气孔，所述通气孔的两端分别设置有通气口和蘸液口，所述蘸液口用于蘸取并容纳已知张力系数的气泡液；
[0008]充气单元，所述充气单元与所述通气口连接，以用于通过所述通气口对所述通气孔充设待测气体，以使所述蘸液口内的气泡液形成球形气泡，所述球形气泡可在所述充气单元脱离与所述通气口连接时自然消气；
[0009]测量单元，所述测量单元用于对所述球形气泡在自然消气过程中任意两个时刻的时间间隔、以及该两个时刻分别对应的所述球形气泡的直径或半径进行测量。
[0010]可选地，所述测量单元包括光源设备和投屏设备，所述光源设备和所述投屏设备分别位于所述蘸液口的两侧，所述投屏设备上设置有投影面，所述光源设备与所述蘸液口之间的距离小于所述投影面与所述蘸液口之间的距离，所述光源设备用于生成点光源，以
于所述投影面上形成所述球形气泡的影像，所述测量单元用于获取所述球形气泡在自然消气状态下任意两个时刻对应的投影直径。
[0011]可选地，所述测量单元还包括相机设备和计时器，所述相机设备设置于所述投影面的一侧，所述计时器位于所述相机设备的拍摄范围内，所述计时器用于对球形气泡在自然状态下的消气过程进行计时，所述相机设备用于对所述投影面的所述球形气泡的影像和所述计时器的示数进行拍摄，以获取所述球形气泡在自然消气过程中任意两个时刻对应的投影直径。
[0012]可选地，所述测量单元还包括光源调节架和长管调节架，所述光源调节架位于所述通气长管的一侧，所述光源设备装设于所述光源调节架上，所述长管调节架位于所述投屏设备的一侧，所述通气长管竖直固定于所述长管调节架上，所述光源调节架和所述长管调节架分别用于对光源设备和所述通气长管的竖直高度进行调节，以使所述光源设备的光源中心和所述球形气泡的中心之间的连线能够与所述投影面垂直。
[0013]可选地，所述投屏设备包括防护箱，所述通气长管位于所述防护箱的内部，所述投影面位于所述防护箱的内侧壁上，所述防护箱与所述投影面相对的一侧设置有光源射入口，所述光源设置位于所述防护箱外并位于所述光源射入口的一侧。
[0014]可选地，还包括测温计，所述测温计装设于所述防护箱的内部，以用于对所述球形气泡自然消气时的环境温度进行测量。
[0015]与现有技术相比，本专利技术提供的气体粘滞系数测定装置的有益效果包括：通过设置通气长管、充气单元和测量单元，通气长管的内部设置有长度以及内径可测的通气孔，通气孔的两端分别设置有通气口和蘸液口，充气单元与通气口连接；在进行气体粘带系数测定前，先获取气泡液的表面张力系数、以及通气长管的内径和长度，在进行气体粘带系数测定时，先将通气长管通过蘸液口蘸取已知张力系数的气泡液，再使充气单元通过通气口对通气长管充入待测气体，以使蘸液口的气泡液形成球形气泡，再使球形气泡在自然状态下进行消气，同时，测量单元获取球形气泡在自然消气过程中任意两个时刻的时间间隔、以及该两个时刻分别对应的球形气泡的直径，最后，通过以上所测得的通气孔的长度和内径、气泡液的张力系数、球形气泡在自然消气过程中任意两个时刻的时间间隔、以及该两个时刻分别对应的球形气泡的直径的数据，再利用气体粘带系数测量表达式，即可得出待测气体的粘带系数，进而实现对某温度下的任意气体的粘带系数的获取。
[0016]为达到上述技术目的，本专利技术的技术方案提供一种气体粘滞系数测定方法，由上述的气体粘滞系数测定装置执行，包括以下步骤：
[0017]S100：将通气长管通过蘸液口蘸取已知张力系数的气泡液；
[0018]S200：充气单元通过通气口对所述通气长管充入待测气体，以使所述蘸液口的气泡液形成球形气泡；
[0019]S300：所述充气单元脱离所述通气口，使所述球形气泡在自然状态下进行消气，测量单元获取所述球形气泡在自然消气过程中任意两个时刻的时间间隔、以及该两个时刻分别对应的球形气泡的直径或半径；
[0020]S400：利用气体粘带系数测量表达式获取所述待测气体的粘带系数。
[0021]可选地，在步骤S200中，光源设备生成点光源并对球形气泡进行照射，以使球形起泡于投影面上形成投影，并在S300中，通过测量单元获取所述球形气泡在自然消气状态下
任意两个时刻对应的投影直径。
[0022]可选地，在S300中，相机设备对计时器的示数和自然消气状态下的球形气泡的影像进行拍摄，以获取所述球形气泡在自然消气过程中任意两个时刻对应的投影直径。
[0023]可选地，在步骤S300前，通过光源调节架和长管调节架分别对所述通气长管和所述光源设备的高度进行调节，以使所述光源设备的光源中心和所述球形气泡的中心之间的连线与所述投影面垂直。
[0024]与现有技术相比，本专利技术提供的气体粘滞系数测定方法的有益效果包括：通过所测得的通气孔的长度和内径、气泡液的张力系数、球形气泡在自然消气过程中任意两个时刻的时间间隔、以及该两个时刻分别对应的球形气泡的直径的数据，再利用气体粘带系数测量表达式，即可得出待测气体的粘带系数，进而实现对某温度下的任意气体的粘带系数的获取。
附图说明
[0025]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种气体粘滞系数测定装置，其特征在于，包括：通气长管，所述通气长管的内部设置有长度以及内径可测的通气孔，所述通气孔的两端分别设置有通气口和蘸液口，所述蘸液口用于蘸取并容纳已知张力系数的气泡液；充气单元，所述充气单元与所述通气口连接，以用于通过所述通气口对所述通气孔充设待测气体，以使所述蘸液口内的气泡液形成球形气泡，所述球形气泡可在所述充气单元脱离与所述通气口连接时自然消气；测量单元，所述测量单元用于对所述球形气泡在自然消气过程中任意两个时刻的时间间隔、以及该两个时刻分别对应的所述球形气泡的直径或半径进行测量。2.根据权利要求1所述的气体粘滞系数测定装置，其特征在于，所述测量单元包括光源设备和投屏设备，所述光源设备和所述投屏设备分别位于所述蘸液口的两侧，所述投屏设备上设置有投影面，所述光源设备与所述蘸液口之间的距离小于所述投影面与所述蘸液口之间的距离，所述光源设备用于生成点光源，以于所述投影面上形成所述球形气泡的影像，所述测量单元用于获取所述球形气泡在自然消气状态下任意两个时刻对应的投影直径。3.根据权利要求2所述的气体粘滞系数测定装置，其特征在于，所述测量单元还包括相机设备和计时器，所述相机设备设置于所述投影面的一侧，所述计时器位于所述相机设备的拍摄范围内，所述计时器用于对球形气泡在自然状态下的消气过程进行计时，所述相机设备用于对所述投影面的所述球形气泡的影像和所述计时器的示数进行拍摄，以获取所述球形气泡在自然消气过程中任意两个时刻对应的投影直径。4.根据权利要求2所述的气体粘滞系数测定装置，其特征在于，所述测量单元还包括光源调节架和长管调节架，所述光源调节架位于所述通气长管的一侧，所述光源设备装设于所述光源调节架上，所述长管调节架位于所述投屏设备的一侧，所述通气长管竖直固定于所述长管调节架上，所述光源调节架和所述长管调节架分别用于对光源设备和所述通气长管的竖直高度进行调节，以使所述光源设备的光源中心和所述球...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘梦妍，姚成实，姚平，
申请(专利权)人：长江大学，
类型：发明
国别省市：
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