ВЯЗКОСТЬ ИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ
Для жидких, полужидких и газообразных веществ вводится понятие вязкости. Вязкость – свойство газов или жидкостей оказывать сопротивление перемещению одной части относительно другой. Она численно характеризуется коэффициентами 
динамической вязкости, [Па*с], 
кинематической вязкости, [м2/с], УВ условной вязкости, [°Е] (градусы Энглера).
Значение вязкости входит в законы гидродинамики вязких сред, а именно в закон Пуазейля (открыт в 1840 году), который описывает процесс истечения вязкой жидкости через тонкие капиллярные трубки, и в закон Стокса (открыт в 1851 году) – закон, определяющий скорость перемещения твердого шарика в неограниченной вязкой среде при действии на него небольшой постоянной силы.
Согласно закону Пуазейля количество жидкости Q, [м3], обладающей динамической вязкостью h и протекающей под действием небольшой разности давлений на концах трубы Dp за время t сквозь капилляр длиной l и радиусом r (при l>>r), определяется формулой:
.
Согласно закону Стокса скорость 
движения твердого шарика радиусом r в неограниченной жидкой среде с динамической вязкостью h под воздействием непрерывно действующей на шарик небольшой силы F будет равна:
,
где d – диаметр твердого шарика.
Для характеристики режима течения вязкой жидкости или газа в какой-либо среде вводится понятие параметра (числа) Рейнольдса (открыт в 1883 году).
Параметр (число) Рейнольдса является безразмерным и определяется отношением:
,
где 
- плотность газа (жидкости), [кг/м3],
- скорость течения газа (жидкости), [м/с],
l – поперечный размер трубы или размер тела, обтекаемого газом (жидкостью), [м],
- динамическая вязкость газа (жидкости), [Па*с],
- кинематическая вязкость газа (жидкости), [м2/с].
Существуют три режима течения жидкости или газа:
· ламинарным (слоистым) называется такое течение газа (жидкости), при котором его (ее) частицы движутся вдоль прямолинейных траекторий, не перемешиваясь; в этом случае слои газа (жидкости) скользят относительно друг друга; такое течение стационарно; Re<1;
· турбулентным называется такое течение газа (жидкости), при котором он (она) интенсивно перемешивается; в этом случае нерегулярным образом изменяются давление и скорость перемещения газа (жидкости); такое течение нестационарное; Re>1000;
· переходный режим (1<Re<1000) может перейти в турбулентный, если существенно увеличить скорость течения газа (жидкости) (снизить давление в среде) или увеличить поперечные размеры потока газа (жидкости).
В системе СГС (устарела и практически не используется) кинематическая вязкость v измеряется в стоксах, а динамическая вязкость в пуазах:
[ ]=1 Ст= 
,
[ ]=1 П= 
.
Кинематическая вязкость связана с динамической следующим соотношением:
.
Физический смысл динамической вязкости : она численно равна импульсу, переносимому от слоя к слою через единичную площадку в единицу времени при градиенте скорости, равном единице.
Условная вязкость УВ – это отношение времени истечения 200 мл какой-либо изоляционной жидкости при определенной температуре ко времени истечения
200 мл дистиллированной воды при температуре 20 
. Она измеряется в градусах Энглера °Е:
,
где 
- постоянная прибора (водное число). Обычно находится в интервале 50-52 с.
Существует эмпирическая формула (полученная из опыта), которая прямо пропорционально связывает между собой динамическую и условную вязкости. ГОСТ нормирует значения условной вязкости. Например, для трансформаторного масла при 20 °С условная вязкость не должна превышать 5 °Е, а при температуре
50 °С – 1,8 °Е.
На величину вязкости газа (жидкости) влияет температура. С ростом температуры вязкость уменьшается. Степень ее уменьшения характеризуется температурным коэффициентом динамической вязкости.
,
где 
- температурный коэффициент динамической вязкости, [ 
]= 
.
Дата добавления: 2015-02-19; просмотров: 1100;