基于单片机测量空气粘滞系数方案

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#单片机 #空气粘滞系数

于 2018-07-27 16:44:41 首次发布

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本文介绍了利用单片机测量空气粘滞系数的方案，依据牛顿粘滞定律，通过控制流层间距来研究粘滞系数变化。详细阐述了温度对气体粘度的影响，并给出了针对空气的萨特兰公式。同时，提供了C语言转换算法，将单片机采集的温度值用于计算粘滞系数。后续部分建议根据测量结果修正程序。

空气粘滞系数：

单片机部分程序：

后续：

一、空气粘滞系数

由牛顿粘滞定律可知，粘滞力大小为:

由上可知:

在这里我们主要通过控制流层之间的间距大小，来证明粘滞定律变化性质。

粘度是流体的一种属性，不同流体的粘度数值不同。同种流体的粘度显著地与温度有关，而与压强几乎无关。气体的粘度随温度升高而增大，液体则减小。

在温度T<2000 K时，气体粘度可用萨特兰公式计算：

式中μ0=1.7894e-5为（15℃时的粘度），B为与气体种类有关的常数，空气的B=110.4 K；

故空气此时的粘滞系数有：

二、转换算法（C语言）：

void coefficient()
{
    double a, b, u ;
    unsigned int temp;
    temp = TEMP;
    a = 0.00000075 / (0.999*temp + 392.877);
    b = (temp + 273.15) / 291.15;
    b = pow(b, 3);
    b = sqrt(b);
    u = a*b;
    u = u * 10e10;
    v = u;
}

注意：这里的TEMP是个全局变量，笔者把单片机采集的温度值赋给了TEMP。

三、后续

最后大家可以参考表中的值对测量程序进行修正。总之，测量空气粘滞系数主要是测量空气温度，最终的粘滞系数只用靠简单得算法就可实现。